CN116575467A - 一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑工程的技术领域，具体而言，涉及一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统及其方法，破岩装置的转动组件与第一驱动组件转动连接；截割装置的截割组件与第二驱动组件转动连接；通过装载绞盘旋转，使输送装置的装载绞盘的土体移动至输送组件，输送组件将土体运输至渣土车；管片安装装置的抓取组件取出储存空间中的预制管片，并将预制管片安装于边坡；锚杆钻装装置的第二转盘滑动连接于设备主体，钻头与第二转盘转动连接。本发明利用破岩装置将围岩破碎，然后利用截割装置将岩石粉碎。解决了现有技术中，采用爆破的方式进行开挖时，极其容易出现围岩超挖、欠挖的技术问题。

Description

一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统及其方法

技术领域

本申请涉及基坑工程的技术领域，具体而言，涉及一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统及其方法。

背景技术

深基坑工程的突出特点是，其设计与施工除需保证深基坑工程自身的技术合理与安全外，还需控制其施工对环境的影响。但是就目前来说，硬岩地层中基坑采用爆破的方式进行开挖，在爆破时能量波会延伸至较远处，对远处的围岩体产生较大破坏，此外在城市爆破使地面建筑物产生震动，对居民生活产生影响；同时爆破开挖时，炸药量不易控制，爆破开挖极其容易出现围岩超挖、欠挖的情况。

发明内容

本申请要解决的一个技术问题在于克服上述现有技术中，硬岩地层中基坑采用爆破的方式进行开挖时，极其容易出现围岩超挖、欠挖的技术问题，提供了一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统，包括第一基坑开挖支护设备，所述第一基坑开挖支护设备包括：

破岩装置，所述破岩装置包括第一驱动组件与转动组件，所述转动组件与所述第一驱动组件转动连接；

截割装置，所述截割装置包括第二驱动组件与截割组件，所述截割组件与所述第二驱动组件转动连接；以及

设备主体，所述破岩装置与所述截割装置位于所述设备主体的同一侧。

进一步地，所述第一基坑开挖支护设备还包括输送装置；

所述输送装置包括第三驱动组件与装载绞盘，所述装载绞盘与所述第三驱动组件转动连接，通过所述装载绞盘旋转，使所述装载绞盘的土体移动至输送组件，所述输送组件将所述土体运输至渣土车；

其中，所述装载绞盘与所述破岩装置以及所述截割装置位于所述设备主体的同一侧。

进一步地，所述第一基坑开挖支护设备还包括管片安装装置；所述管片安装装置包括第一转盘与抓取组件，所述第一转盘滑动连接于所述设备主体，所述抓取组件与所述第一转盘转动连接；

其中，所述设备主体开设有储存空间，所述储存空间内设有预制管片；所述抓取组件取出所述预制管片，并将所述预制管片安装于边坡。

进一步地，所述抓取组件包括：

转动结构，所述转动结构一端与所述第一转盘转动连接，所述转动结构另一端通过伸缩件与所述第一转盘连接；

抓取结构，所述抓取结构一端与所述转动结构转动连接，所述抓取结构另一端通过伸缩件与所述转动结构连接。

进一步地，所述抓取结构包括抓取板块，所述抓取板块上设有多个抓取勾手，各个所述抓取勾手对应连接有千斤顶，所述抓取勾手通过所述千斤顶调节设置。

进一步地，所述第一基坑开挖支护设备还包括锚杆钻装装置；

所述锚杆钻装装置包括第二转盘与钻头，所述第二转盘滑动连接于所述设备主体，所述钻头与所述第二转盘转动连接。

进一步地，所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统还包括第二基坑开挖支护设备，所述第二基坑开挖支护设备包括托举装置，所述托举装置设有托举抓手与千斤顶，所述千斤顶驱动所述托举抓手移动，以此控制所述托举抓手弯曲。

进一步地，所述第二基坑开挖支护设备还包括吊车装置，所述吊车装置包括吊车臂，所述吊车臂安装有定滑轮，所述定滑轮连接有吊线；

所述吊车臂一端转动连接有活动件，所述吊线远离所述定滑轮一端穿设所述活动件连接有吊钩。

本发明还要求保护一种基坑开挖支护方法，采用了所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统。

进一步地，包括如下步骤：

在所述基坑的两端设置所述第一基坑开挖支护设备，所述基坑的中间位置设置所述第二基坑开挖支护设备，利用所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备平整好场地；其中，每台支护设备远离所述破岩装置的后端设置有所述渣土车；

所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备平行推进，通过所述破岩装置与所述截割装置的共同配合完成破岩作业；其中，挖掘产生的渣土通过所述输送组件运送至所述渣土车中；

所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备每推进一段距离，所述管片安装装置将所述预制管片吊装到所述基坑的侧壁，安装好所述预制管片；

通过所述锚杆钻装装置将锚杆安装到所述基坑的侧壁，安装好所述锚杆；

利用托举装置，在支护好的两边坡之间加装横撑，实现对基坑的挖掘支护；

最后利用吊车装置，将所述第一基坑开挖支护设备与所述第二基坑开挖支护设备以及所述渣土车吊出所述基坑。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明破岩装置开始工作，打破坚硬的岩土体，随后经过破岩装置扰动过变松软的土体经过截割装置分解成碎散的土体，通过破岩装置将围岩破碎，然后利用截割装置将岩石粉碎进行共同配合，实现了基坑土方的开挖，可解决在城市中爆破开挖使地表产生震动，对居民日常生活影响较大的问题，同时本装备系统平行前推开挖，不存在超挖、欠挖的技术问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例中第一基坑开挖支护设备的结构示意图；

图2示出了本申请实施例中第一基坑开挖支护设备的俯视结构示意图；

图3示出了本申请实施例中破岩装置的结构示意图；

图4示出了本申请实施例中破岩装置的俯视结构示意图；

图5示出了本申请实施例中截割装置的结构示意图；

图6示出了本申请实施例中截割装置的俯视结构示意图；

图7示出了本申请实施例中输送装置的结构示意图；

图8示出了本申请实施例中装载绞盘的结构示意图；

图9示出了本申请实施例中铲体板的结构示意图；

图10示出了本申请实施例中抓取组件的结构示意图；

图11示出了本申请实施例中抓取组件的俯视结构示意图；

图12示出了本申请实施例中抓取结构的结构示意图；

图13示出了本申请实施例中抓取结构的俯视结构示意图；

图14示出了本申请实施例中千斤顶安装在第一滑槽体内的结构示意图；

图15示出了本申请实施例中锚杆钻装装置的结构示意图；

图16示出了本申请实施例中锚杆钻装装置的俯视结构示意图；

图17示出了本申请实施例中第二基坑开挖支护设备的结构示意图；

图18示出了本申请实施例中第二基坑开挖支护设备的俯视结构示意图；

图19示出了本申请实施例中托举抓手的结构示意图；

图20示出了本申请实施例中托举抓手的侧视结构示意图；

图21示出了本申请实施例中托举板块的结构示意图；

图22示出了本申请实施例中托举板块一侧转动的结构示意图；

图23示出了本申请实施例中托举板块两侧转动的结构示意图；

图24示出了本申请实施例中托举抓手的俯视结构示意图；

图25示出了本申请实施例中吊车装置的结构示意图；

图26示出了本申请实施例中吊车装置的俯视结构示意图；

图27示出了本申请实施例中预制管片的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：10、设备主体；11、储存空间；12、预制管片；121、预留孔；122、预留把手；13、轨道；14、主体动力系统；20、破岩装置；21、第一驱动组件；22、转动组件；23、破岩截割头；231、破岩刀片；24、驱动轴；25、支座；30、截割装置；31、第二驱动组件；32、截割组件；33、储水组件；331、降温喷水口；34、伸缩组件；40、输送装置；41、第三驱动组件；42、装载绞盘；421、铲体板；50、输送组件；60、管片安装装置；61、第一转盘；62、抓取组件；63、转动结构；631、第一转动件；632、第一转动件的第一端；633、第一转动件的第二端；634、第二转动件；635、第二转动件的第一端；636、第一转动件的第三端；637、第二转动件的第二端；638、第一转动件的第四端；64、抓取结构；641、抓取板块；642、抓取勾手；643、第一滑槽体；65、伸缩件；70、锚杆钻装装置；71、第二转盘；72、钻头；73、转动马达；74、铰链；75、动力滚轮；76、钻动板块；77、承载臂；771、第二滑槽体；80、托举装置；81、托举抓手；811、横向转动支座；812、纵向转动连接件；813、机械臂；814、托举板块；815、第三滑槽体；90、千斤顶；100、吊车装置；110、吊车支座；111、吊车臂；112、吊钩；113、定滑轮；114、吊线；115、活动件；116、吊车旋转支座；120、除尘溢流器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统，包括第一基坑开挖支护设备，第一基坑开挖支护设备包括：

破岩装置20，破岩装置20包括第一驱动组件21与转动组件22，转动组件22与第一驱动组件21转动连接；

截割装置30，截割装置30包括第二驱动组件31与截割组件32，截割组件32与第二驱动组件31转动连接；以及

设备主体10，破岩装置20与截割装置30位于设备主体10的同一侧。

在实施例中，设备主体10由主体动力系统14控制运行。

在实施例中，破岩装置20位于设备主体10的最前端，第一驱动组件21可以选择为破岩动力马达，转动组件22可以选择为破岩截割托盘。

在实施例中，当基坑开挖时遇到坚硬的土石时，由破岩动力马达通过驱动转轴为破岩截割托盘旋转提供动力，通过旋转可以预先分解大型块体，使其内部结构松散。

在实施例中，截割装置30与破岩装置20位于设备主体10的同一侧，即截割装置30也位于设备主体10的最前端；第二驱动组件31可以选择为驱动电机，截割组件32可以选择为截割头。

在实施例中，驱动电机使截割头转动，截割装置30通过截割头的转动使得大型块体被切割成松散土体。

本实施例破岩装置20开始工作，打破坚硬的岩土体，随后经过破岩装置20扰动过变松软的土体经过截割装置30分解成碎散的土体，通过破岩装置20将围岩破碎，然后利用截割装置30将岩石粉碎进行共同配合，实现了基坑土方的开挖，可解决在城市中爆破开挖使地表产生震动，对居民日常生活影响较大的问题，同时本装备系统平行前推开挖，不存在超挖、欠挖的技术问题。

如图3至图4所示，本实施例中，破岩截割托盘设有破岩截割头23，破岩截割头23上均匀分布有多个破岩刀片231，通过破岩动力马达提供动力，使破岩刀片231旋转，通过破岩刀片231的旋转，以及轴部传导到坚硬的土石块上的法向应力的共同作用下，可以预先分解大型块体，使其内部结构松散，达到破碎岩石的目的。破岩装置20的破岩截割托盘一端连接有驱动轴24，破岩截割托盘通过驱动轴24与破岩动力马达转动连接，其中驱动轴24靠近破岩动力马达一端安装有支座25，通过支座25将破岩装置20固定安装在设备主体10的最前端。

如图5至图6所示，本实施例中，截割装置30还包括储水组件33，储水组件33开设有降温喷水口331，储水组件33一端与截割组件32连接；其中，降温喷水口331靠近截割组件32设置。

在实施例中，储水组件33可以选择为储水箱。

在实施例中，截割装置30通过降温喷水口331可以雾化储水箱中的水分，喷洒到截割头上，确保截割装置30在持续工作时的温度在可控范围内。

如图5至图6所示，本实施例中，截割装置30还包括伸缩组件34，伸缩组件34与储水组件33另一端连接。

在实施例中，伸缩组件34可以通过控制其内部的液压缸和外部的伸缩结构来调节截割头的水平位置，以适应不同工作需要。

如图1与图2以及图7至图9所示，本实施例中，第一基坑开挖支护设备还包括输送装置40；

输送装置40包括第三驱动组件41与装载绞盘42，装载绞盘42与第三驱动组件41转动连接，通过装载绞盘42旋转，使装载绞盘42的土体移动至输送组件50，输送组件50将土体运输至渣土车；

其中，装载绞盘42与破岩装置20以及截割装置30位于设备主体10的同一侧。

在实施例中，输送装置40位于设备主体10内部，输送组件50包括传送带与传送动力电机。第三驱动组件41可以选择为绞盘驱动电机，土体自然下落到装载绞盘42上，绞盘驱动电机为装载绞盘42提供动力，依靠装载绞盘42旋转力，将装载绞盘42中的土体甩到传送带上，传送带将土体运输至渣土车；经过传送带运送到设备主体10后方的渣土车上。其中，传送动力电机为传送带的工作提供动力。

本实施例可通过输送装置40将粉碎的岩石运送走。

如图7至图9所示，本实施例中，绞盘驱动电机的驱动转轴安装有齿轮与装载绞盘42上的齿轮啮合传动，装载绞盘42上安装有铲体板421，用来存放土体，装载绞盘42的旋转带动铲体板421转动，通过旋转力使铲体板421中的土体甩到输送组件50上，最后通过输送组件50中的传送带将土体运送到设备主体10后方的渣土车上。

如图3至图4所示，本实施例中，第一基坑开挖支护设备还包括管片安装装置60；管片安装装置60包括第一转盘61与抓取组件62，第一转盘61滑动连接于设备主体10，抓取组件62与第一转盘61转动连接；

其中，设备主体10开设有储存空间11，储存空间11内设有预制管片12；抓取组件62取出预制管片12，并将预制管片12安装于边坡。

在实施例中，设备主体10上设有轨道13，第一转盘61沿着轨道13在设备主体10上滑动，由于抓取组件62与第一转盘61转动连接，即抓取组件62可相对于第一转盘61呈现360°旋转，这种结构设计有利于抓取组件62取出储存空间11中的预制管片12，并将预制管片12安装于边坡上。

本实施例可通过管片安装装置60将预制管片12安装于边坡上，以此对基坑进行支护，保证了基坑工程安全。

如图27所示，本实施例中，预制管片12设有吊挂结构，吊挂结构可以选择为预留孔121，即预制管片12开设有预留孔121。

在本实施例中，吊挂结构还可以选择为预留把手122；即锚杆通过预制管片12的预留孔121或预留把手122将预制管片12挂装在边坡上，从而对边坡起到支护的作用。

如图10至图11所示，本实施例中，抓取组件62包括：

转动结构63，转动结构63一端与第一转盘61转动连接，转动结构63另一端通过伸缩件65与第一转盘61连接。

抓取结构64，抓取结构64一端与转动结构63转动连接，抓取结构64另一端通过伸缩件65与转动结构63连接。

在实施例中，转动结构63一端与第一转盘61转动连接，转动结构63另一端通过伸缩件65与第一转盘61连接，即通过伸缩件65可驱动转动结构63沿着第一转盘61转动。

在实施例中，抓取结构64一端与转动结构63转动连接，抓取结构64另一端通过伸缩件65与转动结构63连接，即通过伸缩件65可驱动抓取结构64沿着转动结构63转动。

本实施例抓取结构64在第一转盘61与转动结构63共同作用下可朝不同方向、角度移动，对应当在预制管片12和边坡的角度和方向调节核实之后，使预制管片12压实在边坡之上。

如图12至图15所示，本实施例中，转动结构63包括：

第一转动件631，第一转动件的第一端632与第一转盘61一端转动连接，第一转动件的第二端633通过伸缩件65与第一转盘61另一端连接。

第二转动件634，第二转动件的第一端635与第一转动件的第三端636转动连接，第二转动件的第二端637通过伸缩件65与第一转动件的第四端638连接，第二转动件的第三端639与抓取结构64转动连接。

在实施例中，第一转动件的第一端632与第一转盘61转动连接，第一转动件的第二端633通过伸缩件65与与第一转盘61另一端连接，即通过伸缩件65可驱动第一转动件631沿着第一转盘转动。

在实施例中，第二转动件的第一端635与第一转动件的第三端636转动连接，第二转动件的第二端637通过伸缩件65与第一转动件的第四端638连接，即通过伸缩件65可驱动第二转动件634沿着第一转动件631转动。

本实施例通过第一转动件631与第二转动件634共同转动，即可实现抓取结构64在第一转动件631与第二转动件634共同作用下可朝不同方向、角度转动，对应当在预制管片12和边坡的角度和方向调节核实之后，使预制管片12压实在边坡之上。

如图12至图15所示，本实施例中，抓取结构64包括抓取板块641，抓取板块641上设有多个抓取勾手642，各个抓取勾手642对应连接有千斤顶90，抓取勾手642通过千斤顶90调节设置。

在实施例中，在系统前进的过程中维持开挖基坑边坡的稳定性，需要对边坡进行支护，抓取结构64的抓取板块641从车体后方取出预制管片12，安装在边坡之上。每个抓取勾手642通过独立的液压千斤顶可以调节方向，抓取组件62可以通过液压千斤顶的伸缩控制纵向位置调整。当在预制管片和边坡的角度和方向调节核实之后，通过抓取结构64内部的液压缸控制抓取组件62的伸缩，使预制管片12压实在边坡之上。

如图12至图15所示，本实施例中，抓取板块641开设有第一滑槽体643，抓取板块641通过千斤顶90与第一滑槽体643滑动连接。

在实施例中，千斤顶90可以在第一滑槽体643上滑动，以调节抓取板块641的位置和方向。

如图12至图15所示，本实施例中，第一基坑开挖支护设备还包括锚杆钻装装置70；

锚杆钻装装置70包括第二转盘71与钻头72，第二转盘71滑动连接于设备主体10，钻头72与第二转盘71转动连接。

在实施例中，钻头72沿着轨道13在设备主体10上滑动，由于钻头72与第二转盘71转动连接，即钻头72可相对于第二转盘71呈360°旋转，这种结构设计有利于锚杆钻装装置70在边坡上打洞的同时安装好锚杆，锚杆将预制管片12挂装在边坡上，从而对边坡起到支护作用。

在实施例中，第一转盘61与第二转盘71可以在轨道13上水平前后移动，第一转盘61与第二转盘71自身可以水平旋转。其中，轨道13与设备主体10通过螺栓连接，置于设备主体10双侧。

本实施例利用锚杆钻装装置70在基坑内对应安装锚杆，使预制管片12和锚杆共同对基坑进行支护，提高了工作效率，保证了基坑工程安全。

如图16至图17所示，本实施例中，钻头72一端连接有转动马达73，转动马达73驱动钻头72转动；转动马达73连接有铰链74，铰链74远离转动马达73一端设有动力滚轮75，动力滚轮75与铰链74配合工作且驱动钻头72移动。

锚杆钻装装置70还包括钻动板块76，铰链74设置于钻动板块76，钻动板块76远离铰链74一端设有承载臂77，承载臂77一端与钻动板块76转动连接，承载臂77另一端通过千斤顶90与钻动板块76连接，千斤顶90驱动钻动板块76转动。

在实施例中，承载臂77远离钻动板块76一端连接有第二滑槽体771，第二滑槽体771设有千斤顶90，千斤顶90一端与第二滑槽体771连接，千斤顶90另一端与承载臂77连接，千斤顶90驱动承载臂77沿第二滑槽体771内滑动。

在实施例中，第二转盘71一端与第二滑槽体771转动连接，第二转盘71另一端设有千斤顶90，千斤顶90远离第二转盘71一端与第二滑槽体771连接，千斤顶90驱动第二滑槽体771相对第二转盘71转动。

本实施例通过锚杆钻装装置70在边坡上打洞同时安装好锚杆，动力滚轮75和铰链74为钻头72钻洞提供前进的动力，转动马达73提供扭矩使钻头72转动，千斤顶90可以使承载臂77在第二滑槽体771内水平滑动。千斤顶90可以使钻动板块76纵向抬升。千斤顶90可以使第二滑槽体771纵向抬升。

本实施例锚杆钻装装置70的诸多活动关节结构共同作用在边坡合适的位置进行打孔并安装锚杆。

如图18至图25所示，本实施例中，第二基坑开挖支护设备包括托举装置80，托举装置80设有托举抓手81与千斤顶90，千斤顶90驱动托举抓手81移动，以此控制托举抓手81弯曲。

在实施例中，托举抓手81包括横向转动支座811与纵向转动连接件812以及机械臂813，纵向转动连接件812一端与横向转动支座811转动连接，另一端与机械臂813转动连接，机械臂813远离纵向转动连接件812一端连接有托举板块814，机械臂813与横向转动支座811之间连接有千斤顶90，可以控制纵向转动连接件812以及机械臂813的转动角度。

其中，托举板块814上设置有千斤顶90与第三滑槽体815，千斤顶90对应在第三滑槽体815内移动，可以控制托举板块814的弯曲，以更好的托紧横梁，将横梁支撑在两侧土体之间。

如图25至图26所示，本实施例中，第二基坑开挖支护设备还包括吊车装置100，吊车装置100包括吊车臂111，吊车臂111安装有定滑轮113，定滑轮113连接有吊线114；吊车臂111一端转动连接有活动件115，吊线114远离定滑轮113一端穿设活动件115连接有吊钩112。

在实施例中，吊车装置100包括吊车支座110，吊车臂111一端转动连接有吊车支座110；其中，千斤顶90一端连接在吊车支座110上，千斤顶90另一端与吊车臂111连接，即通过千斤顶90驱动吊车臂111沿着吊车支座110转动。

在实施例中，吊车臂111另一端转动连接有活动件115；其中，千斤顶90一端连接在吊车臂111上，千斤顶90另一端与活动件115连接，即通过千斤顶90驱动活动件115沿着吊车臂111转动。

在实施例中，吊车臂111上安装有定滑轮113，定滑轮113配套设置有吊线114，吊线114一端与定滑轮113连接，吊线114另一端穿过活动件115连接有吊钩112，活动件115可带动吊钩112转动，即吊钩112的移动不仅仅可以通过定滑轮113转动来控制，同时也可以通过活动件115转动来控制。

在实施例中，吊车支座110安装在吊车旋转支座116上，使吊车装置100全方位的转动，装置的灵活性强。

如图17所示，本实施例中，第二基坑开挖支护设备还包括除尘溢流器120，可以用来吸取大量粉尘。

第二基坑开挖支护设备还包括设备本体，设备本体上安装有破岩装置20与截割装置30以及输送装置40，前期同第一基坑开挖支护设备一起对围岩破碎、粉碎以及将粉碎的岩石运送走；即第二基坑开挖支护设备的破岩装置20将围岩破碎，然后利用截割装置30将岩石粉碎，最后通过输送装置40将粉碎的岩石运送走，接着利用第一基坑开挖支护设备的管片安装装置60与锚杆钻装装置70共同作用下，利用预制管片12和锚杆对基坑进行支护，最后由于深基坑是分层开挖，在基坑一层的支护工作完全结束之后，为了防止开挖下一层时，已经做好的边坡支护脱落，需要对其进行加固处理，通过托举装置80更好的托紧横梁，将横梁支撑在两侧土体之间，对边坡支护起到了非常好的巩固作用。另外，吊车装置100可以灵活的将需要托举的构件吊装到托举装置80之上。通过吊车装置100将支撑吊装在托举装置80上，随后托举装置80安装好预制管片12之间的支撑横梁。完成整个工作流程。

本发明实施例还提供了一种基坑开挖支护方法，采用了的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，包括如下步骤：

在基坑的两端设置第一基坑开挖支护设备，基坑的中间位置设置第二基坑开挖支护设备，利用第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备平整好场地；其中，每台支护设备远离破岩装置20的后端设置有渣土车；

第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备平行推进，通过破岩装置20与截割装置30的共同配合完成破岩作业；其中，挖掘产生的渣土通过输送组件50运送至渣土车中；

第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备每推进一段距离，管片安装装置60将预制管片12吊装到基坑的侧壁，安装好预制管片12；

通过锚杆钻装装置70将锚杆安装到基坑的侧壁，安装好锚杆；

利用托举装置80，在支护好的两边坡之间加装横撑，实现对基坑的挖掘支护；

最后利用吊车装置100，将第一基坑开挖支护设备与第二基坑开挖支护设备以及渣土车吊出基坑。

步骤1：开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，确定开挖方案。按规定的尺寸合理确定开挖顺序和开挖宽度以及开挖深度；其中，将基坑沿纵向方向分层，设计好每层的挖掘深度。

在步骤1中，将基坑按照设计要求和机械尺寸进行分层，本实施例中，基坑设计宽度为20m，深度为12m，在深度方向上分3层开挖，每层基坑开挖深度为4m。

本实施例步骤1的目的是为了将基坑分层，以便渣土车和第一基坑开挖支护设备以及第二基坑开挖支护设备等施工设备入场以及预制管片的选择。

步骤2：在基础施工测量放线，确定围护桩的桩位，沿着基坑挖掘范围打一圈围护桩。

在步骤2中，围护桩具有排桩、劲性水泥土加劲桩、硬咬合排桩等形式。围护桩的尺寸也多种多样，具体选取应根据现场的水文地质情况确定。大多数情况下围护桩采用的尺寸为直径800间距1600。

本实施例步骤2中打围护桩的作用：在基坑开挖后挡住基坑外围道路土方，保护基坑内施工安全，同时围护桩也有止水的效果，可以防止外围水流到基坑内。

步骤3：利用挖掘机在基坑挖掘出渣土车、第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备的进场区域。根据基坑的设计宽度计算出进场区域的尺寸，如本次施工中基坑的设计宽度为20m，分三层挖掘，根据进场设备基坑施工一体化设备和渣土车的尺寸要求，进场区尺寸为20m×20m设计。

本实施例步骤3中，进行初始工作面的挖掘，是为了实现设备合理布置，且保证后续机械能够有序入场。

步骤4：在基坑挖掘的首端位置放置一个端头支架，对初始截面进行预制管片与锚杆的支护。

步骤4中，预制管片的尺寸为2m×1.5m×0.15m，其中高度2m，宽度1.5m，厚度为0.15m，均为矩形结构。预制管片内共有9个锚杆孔，预制管片从基坑的最底层开始安装。

本实施例步骤4中，先对初始截面支护是为了防止基坑坍塌，遵循先支后挖的原则。

步骤5：施工设备依次入场，基坑两端部各架若干个第一基坑开挖支护设备，基坑中间位置架若干个第二基坑开挖支护设备，其中，具体多少架应根据基坑挖掘宽度而定，本实施例采用2台第一基坑开挖支护设备与2台第二基坑开挖支护设备。然后利用第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备平整好场地。

步骤5中，根据基坑的设计要求，在基坑内安装4台基坑开挖支护设备，沿施工推进方向平行布置，基坑两端部各架一台第一基坑开挖支护设备，两台第一基坑开挖支护设备之间布置有两台第二基坑开挖支护设备。其中每台设备后面布置有一辆渣土车，位置布置在的输送装置40的传送带的下方，用于随时回收土渣。

本实施例步骤5通过挖掘机来挖掘进场区域只能是初平，利用第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备可以很好地平整场地，不仅为进场施工设备可运行平稳，也为施工设备向基坑带挖区域的工作提供水平工作面。

步骤6：第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备平行向前推进，完成破岩作业。挖掘产生的土渣通过传送带运送到后方渣土车中，满载后直接将土渣运出基坑，并将土渣安放至指定场地。

本实施例步骤6通过两台第二基坑开挖支护设备和两台第一基坑开挖支护设备同时推进，主要是为了实现施工设备的同时施工，便于后续基坑边坡预制管片的安装以及托举装置80将横撑在两侧土体之间。渣土车是为了随时收集挖掘出来的土方，之后运送到指定的场所。

步骤7：随着破岩和土方挖掘进行，工程机械在水平方向上推进一定距离后，通过挖掘系统中的预制管片安装装置60将预制管片吊装到基坑的侧壁，安装好预制管片。

本实施例步骤7中，压实预制管片是为了增大土体与预制管片之间机械咬合力，增大摩擦力抵抗预制管片自身的重力。

步骤8：通过施工设备中的锚杆钻装设备70依次完成钻孔、入锚杆、注浆、张拉、锁定过程，安装好锚杆。

在步骤7至步骤8中，注意控制锚杆钻孔之间的间距和位置与预制管片预留孔的位置相对应。同时挂装的时候应注意压实预制管片。

本实施例步骤8，安装锚杆的目的是为了对围岩起加固以及稳定的作用，实现对基坑的主动支护。

步骤9：利用托举装置，在支护好的两边坡之间加装横撑，以加固预制管片。

步骤9中，应注意横撑的支撑位置压实在底层的预制管片与其他预制管片的连接处。另外，值得注意的是，在第三层边坡支护过程中，由于预制管片直接接触地面，且不需要继续深向挖掘，故不需要在预制管片之间安装横撑。

本实施例步骤9中，放置钢管横撑的目的是为给预制管片施加法向力，增大预制管片与土体之间的摩擦力，以减小预制管片对锚杆的依赖。

步骤10：第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备继续推进，每推进一段距离，重复步骤7至9通过预制管片安装装置60锚杆钻装装置70利用托举装置80，在支护好的两边坡之间加装横撑。

在步骤10：第一基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备继续向前平行推进，每推进一段距离，就重复步骤7至9，直至这一层挖掘完成。其中，每次推进的距离为4m。

步骤11：完成对这一层挖掘后，通过预制管片安装装置60在基坑内安装预制管片，利用锚杆钻装装置70安装锚杆，实现对第一层的支护；

在步骤11中，基坑新形成的竖向截面，通过预制管片安装装置60安装好预制管片，利用锚杆钻装装置70安装好锚杆，实现对该平面的支护，而且还将这层的钢管横撑拆卸下来。

其中，在步骤11中，再挖掘下一层前，将钢管横撑拆卸下来是为了用它来支撑下一层的预制管片，以循环利用。

步骤12：重复步骤3至11，一层一层挖掘，一段一段支护,直至整个基坑挖掘完成；

在步骤12中：重复步骤3至11，进行基坑一层一层的挖掘，一段一段的支护，直至整个基坑挖掘完成。

步骤13：利用吊车装置100，将施工设备吊出基坑。在步骤13中：利用吊车装置100，将渣土车、第二基坑开挖支护设备和第二基坑开挖支护设备吊出基坑，以此进行设备的回收。

本发明方法采用了平行推进的工法，基坑在挖掘过程中不存在超挖和欠挖的现象。同时边坡整齐，减少甚至避免二次施工甚至返工的现象。设计了平整场地出渣一体化，协同了各施工组织之间的有序推进。减少了对周围原状土的扰动以及对居民的困扰。另外，对支护方式进行了变革，从喷灌支护变成了预制管片支护，实现了基坑开挖与支护的自动化施工，系统化了施工流程，协调了施工组织管理。有效的保证了基坑边坡的稳定和施工安全。

综上，本发明首先整个系统在预先规划好的位置开始施工，根据实际工作面正确布置车体数量和类型需要支护的两侧边坡布置两个第一基坑开挖支护设备，需要支护的中间布置两个第一基坑开挖支护设备；调整好方向，启动装置，破岩装置20开始工作，打破坚硬的岩土体，随后经过破岩装置扰动过变松软的土体经过截割装置30分解成碎散的土体，掉落到装载绞盘里面去，经过输送组件运送到车后方的渣土车上。锚杆钻装装置控制调整到合适位置，负责在新开挖的基坑边坡上钻孔并且安装锚杆，随后抓取组件62取出储存空间11中的预制管片12，并将预制管片12安装于边坡。完成初步支护。最好通过第二基坑开挖支护的吊车装置100将支撑吊装在托举装置80上，随后托举装置80安装好预制管片12之间的支撑横梁，完成支护加固的工作。

本发明利用破岩装置20将围岩破碎，然后利用截割装置30将岩石粉碎，最后通过输送装置40将粉碎的岩石运送走，同时本装备系统利用管片安装装置60安装在基坑内对其进行支护，同时利用锚杆钻装装置70在在基坑内对应安装锚杆，使预制管片12和锚杆共同对基坑进行支护，真正实现开挖、除渣、支护一体化、机械化、自动化，提高了工作效率，保证了基坑工程安全。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，包括第一基坑开挖支护设备，所述第一基坑开挖支护设备包括：

破岩装置(20)，所述破岩装置(20)包括第一驱动组件(21)与转动组件(22)，所述转动组件(22)与所述第一驱动组件(21)转动连接；

截割装置(30)，所述截割装置(30)包括第二驱动组件(31)与截割组件(32)，所述截割组件(32)与所述第二驱动组件(31)转动连接；以及

设备主体(10)，所述破岩装置(20)与所述截割装置(30)位于所述设备主体(10)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述第一基坑开挖支护设备还包括输送装置(40)；

所述输送装置(40)包括第三驱动组件(41)与装载绞盘(42)，所述装载绞盘(42)与所述第三驱动组件(41)转动连接，通过所述装载绞盘(42)旋转，使所述装载绞盘(42)的土体移动至输送组件(50)，所述输送组件(50)将所述土体运输至渣土车；

其中，所述装载绞盘(42)与所述破岩装置(20)以及所述截割装置(30)位于所述设备主体(10)的同一侧。

3.根据权利要求2所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述第一基坑开挖支护设备还包括管片安装装置(60)；所述管片安装装置(60)包括第一转盘(61)与抓取组件(62)，所述第一转盘(61)滑动连接于所述设备主体(10)，所述抓取组件(62)与所述第一转盘(61)转动连接；

其中，所述设备主体(10)开设有储存空间(11)，所述储存空间(11)内设有预制管片(12)；所述抓取组件(62)取出所述预制管片(12)，并将所述预制管片(12)安装于边坡。

4.根据权利要求3所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述抓取组件(62)包括：

转动结构(63)，所述转动结构(63)一端与所述第一转盘(61)转动连接，所述转动结构(63)另一端通过伸缩件(65)与所述第一转盘(61)连接；

抓取结构(64)，所述抓取结构(64)一端与所述转动结构(63)转动连接，所述抓取结构(64)另一端通过伸缩件(65)与所述转动结构(63)连接。

5.根据权利要求4所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述抓取结构(64)包括抓取板块(641)，所述抓取板块(641)上设有多个抓取勾手(642)，各个所述抓取勾手(642)对应连接有千斤顶(90)，所述抓取勾手(642)通过所述千斤顶(90)调节设置。

6.根据权利要求3所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，所述第一基坑开挖支护设备还包括锚杆钻装装置(70)；

所述锚杆钻装装置(70)包括第二转盘(71)与钻头(72)，所述第二转盘(71)滑动连接于所述设备主体(10)，所述钻头(72)与所述第二转盘(71)转动连接。

7.根据权利要求6所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统还包括第二基坑开挖支护设备，所述第二基坑开挖支护设备包括托举装置(80)，所述托举装置(80)设有托举抓手(81)与千斤顶(90)，所述千斤顶(90)驱动所述托举抓手(81)移动，以此控制所述托举抓手(81)弯曲。

8.根据权利要求7所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统，其特征在于，所述第二基坑开挖支护设备还包括吊车装置(100)，所述吊车装置(100)包括吊车臂(111)，所述吊车臂(111)安装有定滑轮(113)，所述定滑轮(113)连接有吊线(114)；

所述吊车臂(111)一端转动连接有活动件(115)，所述吊线(114)远离所述定滑轮(113)一端穿设所述活动件(115)连接有吊钩(112)。

9.一种基坑开挖支护方法，其特征在于，采用了权利要求8所述的模块化多装置基坑开挖支护装备系统。

10.根据权利要求9所述的基坑开挖支护方法，其特征在于，包括如下步骤：

在所述基坑的两端设置所述第一基坑开挖支护设备，所述基坑的中间位置设置所述第二基坑开挖支护设备，利用所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备平整好场地；其中，每台支护设备远离所述破岩装置(20)的后端设置有所述渣土车；

所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备平行推进，通过所述破岩装置(20)与所述截割装置(30)的共同配合完成破岩作业；其中，挖掘产生的渣土通过所述输送组件(50)运送至所述渣土车中；

所述第一基坑开挖支护设备和所述第二基坑开挖支护设备每推进一段距离，所述管片安装装置(60)将所述预制管片(12)吊装到所述基坑的侧壁，安装好所述预制管片(12)；

通过所述锚杆钻装装置(70)将锚杆安装到所述基坑的侧壁，安装好所述锚杆；

利用托举装置(80)，在支护好的两边坡之间加装横撑，实现对基坑的挖掘支护；

最后利用吊车装置(100)，将所述第一基坑开挖支护设备与所述第二基坑开挖支护设备以及所述渣土车吊出所述基坑。