CN114718054B - 一种用于人工挖孔桩的应急防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，包括孔口平台、防护支架、抬升装置以及护壁机构，所述护壁机构包括内护壁和外护壁，所述外护壁挂接在所述内护壁外侧，所述内护壁挂接在所述防护支架下端；所述孔口平台上设置有搭接组件，所述防护支架通过所述搭接组件搭接在所述孔口平台上；所述抬升装置用于升降所述内护壁，还包括触发抬升组件，所述触发抬升组件用于分离所述内护壁和外护壁，以及控制所述抬升装置，当发生紧急情况后，下方的施工人员可以通过触发抬升组件控制外护壁与内护壁分离，外护壁在施工作业面形成防护，并通过抬升装置将施工人员拉起，脱离危险环境，保障施工人员的人身安全。

Description

一种用于人工挖孔桩的应急防护装置

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种用于人工挖孔桩的应急防护装置。

背景技术

人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础等节省，广泛应用于工程实践中，在开挖之前需要对地质情况进行分析，开挖过程中开挖面的侧壁可能出现流沙、流泥、涌水等情况，危及施工人员的人身安全，一般来说通过地质分析可以预见大部分的情况，并提前做好安全措施，但是难以避免突发情况，一旦出现紧急的涌水、涌泥状况，施工人员难以及时撤离，危及人身安全。

发明内容

本发明提供一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，以解决上述问题，包括孔口平台、防护支架、抬升装置以及护壁机构，所述护壁机构包括内护壁和外护壁，所述外护壁挂接在所述内护壁外侧，所述内护壁挂接在所述防护支架下端；所述孔口平台上设置有搭接组件，所述防护支架通过所述搭接组件搭接在所述孔口平台上；所述抬升装置用于升降所述内护壁，还包括触发抬升组件，所述触发抬升组件用于分离所述内护壁和外护壁，以及控制所述抬升装置。

进一步，所述孔口平台包括混凝土浇筑的承台以及设置在所述承台上的连接支座，多个所述搭接组件间隔设置在所述连接支座上，所述搭接组件包括底座和与所述底座转动连接的支脚，所述底座固定连接在所述连接支座上，所述防护支架搭接在所述支脚上。

进一步，所述内护壁和外护壁均为空心圆柱，所述内护壁的侧壁上设置有通过转轴连接的拨杆，所述拨杆一端抵接在所述外护壁上，另一端与所述触发抬升组件抵接，使所述外护壁挂接在所述内护壁上。

进一步，，所述触发抬升组件包括行程开关以及设置在内护壁内侧的爬梯，所述爬梯呈圆环状绕所述内护壁内侧多级连接设置，所述爬梯外侧设置有T型连接头与所述内护壁滑动卡接，所述拨杆另一端抵接在所述爬梯上；所述行程开关设置在爬梯上，其行程触头与所述内护壁上端抵接。

进一步，所述爬梯下方设置有安全开关，所述安全开关包括与所述内护壁固定连接的壳体，所述壳体内套设滑动杆，所述壳体侧面设置有U型槽，所述滑动杆侧面垂直连接有限位杆，所述限位杆穿过所述U型槽，所述U型槽两个端头处分别设置限位槽，使所述限位杆保持在所述限位槽处。

进一步，所述防护支架包括水平支架和垂直支架，所述垂直支架包括多根间隔设置的竖向连接杆，所述水平支架包括多个间隔设置且与所述竖向连接杆连接的圆环状水平连接杆，所述防护支架通过位于所述防护支架最上端的水平连接杆搭接在所述支脚上，位于所述防护支架最下端的水平连接杆内侧设置有环状凸起，所述内护壁上端设置有与所述环状凸起匹配的台阶使所述内护壁搭接在所述防护支架上。

进一步，所述外护壁外侧设置有压缩气瓶，所述压缩气瓶通过带有连接片的塞子密封，所述内护壁外侧设置有与所述连接片相抵的凸块。

进一步，所述压缩气瓶沿所述外护壁外侧圆周均匀设置。

进一步，所述抬升装置包括驱动电机、导向轮和连接绳，所述连接绳绕过所述导向轮分别与所述驱动电机和所述内护壁连接，所述导向轮固定设置在所述连接支座上。

进一步，所述连接支座由3块分体组成，固定设置在所述承台上。

进一步，所述水平连接杆由多根支杆组成且通过第一螺纹连接头连接，所述竖向连接杆通过第二螺纹连接头连接。

进一步，所述爬梯上设置有安全绳。

本发明提供一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，在开挖作业处设置孔口平台和抬升装置，通过防护支架和抬升装置将护壁机构放置到开挖作业面上方，当发生紧急情况后，下方的施工人员可以通过触发抬升组件控制外护壁与内护壁分离，外护壁在施工作业面形成防护，并通过抬升装置将内护壁拉起，施工人员随着内护壁被拉起，脱离危险环境，保障施工人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明实施例中防护装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例中设置在孔口处的部件结构示意图；

图3为本发明实施例中防护支架主要结构示意图；

图4为本发明实施例中水平支架结构示意图；

图5为本发明实施例中护壁机构结构示意图；

图6为本发明实施例中护壁机构部分剖切以及触发抬升组件部分结构示意图；

图7为本发明实施例中护壁机构剖切以及爬梯部分结构示意图；

图8为本发明实施例中护壁机构剖切以及内护壁内部机构结构示意图；

图9为本发明实施例中压缩气瓶位置及结构示意图；

图10为图9种中A处放大结构示意图；

图11为本发明实施例中压缩气瓶结构示意图；

图12为本发明实施例中安全开关结构示意图；

11-承台；12-连接支座；13-搭接组件；131-底座；132-支脚；21-垂直支架；22-水平支架；221-环状凸起；222-第一螺纹连接头；223-第二螺纹连接头；30-护壁机构；31-内护壁；311-台阶；312-拨杆；313-卡接槽；314-凸块；32-外护壁；321-压缩气瓶；322-翼缘；323-连接片；41-驱动电机；42-导向轮；43-连接绳；51-行程开关；52-安全开关；521-壳体；522-限位杆；523-限位槽；524-滑动杆；525-复位弹簧；60-安全绳；70-爬梯；71-T型连接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系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，而不是指示或暗示所指的装置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。

如图1-图12所示，本发明提供一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，包括孔口平台、防护支架、抬升装置以及护壁机构30，护壁机构30包括内护壁31和外护壁32，外护壁32挂接在内护壁31外侧，内护壁31挂接在防护支架下端；孔口平台上设置有搭接组件13，防护支架通过搭接组件13搭接在孔口平台上；抬升装置用于升降内护壁31，还包括触发抬升组件，触发抬升组件用于分离内护壁31和外护壁32，以及控制抬升装置。

人工挖孔桩施工应用于工程实践多年，具有一套较为完善的工艺，在施工前期会进行地质情况勘察，为设计施工方案提供基础的保障，在施工阶段会在孔口处设置防护栏、排水沟、吊篮等设施辅助施工，能够一定程度上保证施工的安全，本发明所提出的技术方案用于应对开挖到一定深度后可能出现的涌水、涌沙、涌泥等状况，保障施工人员的人身安全，人工挖孔桩的直径较粗，一般来说最小的直径都在800毫米以上，考虑到对施工的影响，防护支架的直径小于桩护壁的直径，确保模板能够顺利吊装到开挖面组装。

孔口平台需要在施工前期做好，作为防护装置的基础设施，防护支架通过搭接组件13搭接在孔口平台上，同时与抬升装置连接，防护支架的设置主要是为了避免护壁机构30与桩护壁之间的碰撞，护壁机构30主要由抬升装置提供拉力，护壁机构30位于开挖面上方，不影响正常开挖作业，当出现紧急情况，施工人员可以通过触发抬升组件启动抬升装置，同时使内护壁31和外护壁32分离，外护壁32留在开挖面处，形成防护，抬升装置将内护壁31提起，施工人员跟随内护壁31脱离危险环境。

作为优选的方案，孔口平台包括混凝土浇筑的承台11以及设置在承台11上的连接支座12，多个搭接组件13间隔设置在连接支座12上，搭接组件13包括底座131和与底座131转动连接的支脚132，底座131固定连接在连接支座12上，防护支架搭接在支脚132上，可以设置多个搭接组件13，沿着孔口均匀分布，能够更好的受力，且保证防护支架搭接稳定。

承台11浇筑在孔口外缘，靠近孔口处，在承台11上设置连接支座12，连接支座12采用钢板，作为其他组件的安装基础，连接支座12则通过螺栓固定设置在承台11上；搭接组件13的底座131固定连接在连接支座12上，支脚132则通过转轴旋转连接在底座131上，支脚132呈V字形开口状，中间段与转轴连接，靠近孔口的一端下方设置垫块，使支脚132在孔口这一侧不能向下转动，而另一侧则不做限制，这样就可以将防护支架搭接在支脚132上，随着开挖进度，需要将防护支架往下放置的时候，则通过抬升装置将护壁机构30略微抬起，然后转动支脚132越过防护支架，解除搭接关系，就可以继续向下放置防护支架，完成上述操作后，再通过支脚132顶住防护支架即可。

作为优选的方案，内护壁31和外护壁32均为空心圆柱，内护壁31的侧壁上设置有通过转轴连接的拨杆312，拨杆312一端抵接在外护壁32上，另一端与触发抬升组件抵接，使外护壁32挂接在内护壁31上。

在外护壁32上端外边缘设置翼缘322，拨杆312顶在翼缘322处，通过触发抬升组件顶住拨杆312另一端，这样使外护壁32挂接在内护壁31外侧，形成临时连接的关系。

作为优选的方案，触发抬升组件包括行程开关51以及设置在内护壁31内侧的爬梯70，爬梯70呈圆环状绕内护壁31内侧多级连接设置，爬梯70外侧设置有T型连接头71与内护壁31滑动卡接，拨杆312另一端抵接在爬梯70上；行程开关51设置在爬梯70上，其行程触头与内护壁31上端抵接。

如图6所示，爬梯70为多级连接结构，由多个环状架组成，拨杆312位于内护壁31内侧的一端抵接在环状架上，爬梯70上设置的T型连接头71与内护壁31上的卡接槽313匹配，形成卡接，T型连接头71可以在卡接槽313内上下滑动，那么爬梯70也就可以在一定范围内上下移动，以此作为触发的动作，行程开关51的行程触头抵接在内护壁31上端，当向下拉动爬梯70时，行程开关51触发，控制信号控制抬升装置动作。

作为优选的方案，爬梯70下方设置有安全开关52，安全开关52包括与内护壁31固定连接的壳体521，壳体521内套设滑动杆524，壳体521侧面设置有U型槽，滑动杆524侧面垂直连接有限位杆522，限位杆522穿过U型槽，U型槽两个端头处分别设置限位槽523，使限位杆522保持在限位槽523处，滑动杆524一端和壳体521底部之间设置有复位弹簧525，便于操作限位杆522复位。

如图12所示，当限位杆522位于U型槽上端的的限位槽523内时，限位杆522与爬梯70下端抵接，限制爬梯70向下运动，也就是说爬梯70要完成向下的触发运动，需要解除安全开关52，将限位杆522拨到U型槽下方的限位槽523内，避免施工人员在进出开挖面时误触爬梯70启动防护装置。

作为优选的方案，防护支架包括水平支架22和垂直支架21，垂直支架21包括多根间隔设置的竖向连接杆，水平支架22包括多个间隔设置且与竖向连接杆连接的圆环状水平连接杆，防护支架通过位于防护支架最上端的水平连接杆搭接在支脚132上，位于防护支架最下端的水平连接杆内侧设置有环状凸起221，内护壁31上端设置有与环状凸起221匹配的台阶311使内护壁31搭接在防护支架上。

作为优选的方案，外护壁32外侧设置有压缩气瓶321，压缩气瓶321通过带有连接片323的塞子密封，内护壁31外侧设置有与连接片323相抵的凸块314，内护壁31与外护壁32分离时，外护壁32向下运动，内护壁31向上运动，凸块314顶开连接片323，进而打开压缩气瓶321，压缩气瓶321向上喷气，提供向下的反推力，加快外护壁32下坠的速度，能够迅速将开挖面处的侧壁和施工人员所在的空间分割开，保证人身安全。

作为优选的方案，压缩气瓶321沿外护壁32外侧圆周均匀设置。

作为优选的方案，抬升装置包括驱动电机41、导向轮42和连接绳43，连接绳43绕过导向轮42分别与驱动电机41和内护壁31连接，导向轮42固定设置在连接支座12上。

一般来说，驱动电机41设置3个沿孔口均匀分布即可，3根连接绳43分别通过相应的导向轮42与驱动电机41连接，驱动电机41的转轴上设置一个卷线盘，连接绳43的另一端连接在内护壁31上端，3个连接点均匀分布在内护壁31上，能够更平稳的提升内护壁31，施工人员在被提升时，依靠手抓住爬梯70，为了保证人不被甩掉，驱动电机41采用减速电机，控制提升速度。

作为优选的方案，连接支座12由3块分体组成，固定设置在承台11上。

作为优选的方案，水平连接杆由多根支杆组成且通过第一螺纹连接头222连接，竖向连接杆通过第二螺纹连接头223连接。

第一螺纹连接头222，采用双头螺纹的形式，将支杆与第一螺纹连接头222连接，转动第一螺纹连接头222完成水平连接杆的组装，随着开挖深入，竖向连接杆直接逐级增加连接即可，不同孔径的桩只需要匹配相应的支杆即可。

作为优选的方案，爬梯70上设置有安全绳60，施工人员拉爬梯70触发抬升装置时，可以将安全绳60缠绕在手臂上，再抓住爬梯70，这样能够更好的进行固定，进一步降低从爬梯70上掉落的风险。

具体实施：

当施工人员下到开挖面处，拨动限位杆522至U型槽下方的限位槽523内，解除安全开关52对爬梯70的限制，当出现紧急情况后，拉动爬梯70，使外护壁32与内护壁31分离，压缩气瓶321气瓶的塞子被顶开，外护壁32快速隔断开挖面侧壁和施工人员所在空间，同时行程开关51被触发，控制信号控制驱动电机41启动，将内护壁31拉起，施工人员随爬梯70和内护壁31被拉起，快速脱离危险环境，可以在地面处设置一个逻辑简单的控制器，该控制器接收行程开关51的信号，控制驱动电器开启，同时向外部人员发送报警信息，行程开关51的信号可以通过有线或无线的方式发送至控制器处。以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，包括孔口平台、防护支架、抬升装置以及护壁机构，所述护壁机构包括内护壁和外护壁，所述外护壁挂接在所述内护壁外侧，所述内护壁挂接在所述防护支架下端；所述孔口平台上设置有搭接组件，所述防护支架通过所述搭接组件搭接在所述孔口平台上；所述抬升装置用于升降所述内护壁，还包括触发抬升组件，所述触发抬升组件用于分离所述内护壁和外护壁，以及控制所述抬升装置；

所述内护壁和外护壁均为空心圆柱，所述内护壁的侧壁上设置有通过转轴连接的拨杆，所述拨杆一端抵接在所述外护壁上，另一端与所述触发抬升组件抵接，使所述外护壁挂接在所述内护壁上；

所述触发抬升组件包括行程开关以及设置在内护壁内侧的爬梯，所述爬梯呈圆环状绕所述内护壁内侧多级连接设置，所述爬梯外侧设置有T型连接头与所述内护壁滑动卡接，所述拨杆另一端抵接在所述爬梯上；所述行程开关设置在爬梯上，其行程触头与所述内护壁上端抵接，当向下拉动爬梯时，爬梯推动拨杆转动使内护壁和外护壁分离，所述行程开关触发，控制信号控制抬升装置动作将所述内护壁拉起。

2.根据权利要求1所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述孔口平台包括混凝土浇筑的承台以及设置在所述承台上的连接支座，多个所述搭接组件间隔设置在所述连接支座上，所述搭接组件包括底座和与所述底座转动连接的支脚，所述底座固定连接在所述连接支座上，所述防护支架搭接在所述支脚上。

3.根据权利要求1所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述爬梯下方设置有安全开关，所述安全开关包括与所述内护壁固定连接的壳体，所述壳体内套设滑动杆，所述壳体侧面设置有U型槽，所述滑动杆侧面垂直连接有限位杆，所述限位杆穿过所述U型槽，所述U型槽两个端头处分别设置限位槽，使所述限位杆保持在所述限位槽处。

4.根据权利要求2所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述防护支架包括水平支架和垂直支架，所述垂直支架包括多根间隔设置的竖向连接杆，所述水平支架包括多个间隔设置且与所述竖向连接杆连接的圆环状水平连接杆，所述防护支架通过位于所述防护支架最上端的水平连接杆搭接在所述支脚上，位于所述防护支架最下端的水平连接杆内侧设置有环状凸起，所述内护壁上端设置有与所述环状凸起匹配的台阶使所述内护壁搭接在所述防护支架上。

5.根据权利要求1所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述外护壁外侧设置有压缩气瓶，所述压缩气瓶通过带有连接片的塞子密封，所述内护壁外侧设置有与所述连接片相抵的凸块，内护壁与外护壁分离时，外护壁向下运动，内护壁向上运动，凸块顶开连接片，进而打开压缩气瓶，压缩气瓶向上喷气，提供向下的反推力。

6.根据权利要求2所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述抬升装置包括驱动电机、导向轮和连接绳，所述连接绳绕过所述导向轮分别与所述驱动电机和所述内护壁连接，所述导向轮固定设置在所述连接支座上。

7.根据权利要求6所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述连接支座由3块分体组成，固定设置在所述承台上。

8.根据权利要求4所述的一种用于人工挖孔桩的应急防护装置，其特征在于，所述水平连接杆由多根支杆组成且通过第一螺纹连接头连接，所述竖向连接杆通过第二螺纹连接头连接。