CN119221554A - 一种基坑开挖用的基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑支护技术领域，且公开了一种基坑开挖用的基坑支护结构，包括挖机本体，挖机本体的挖斗与履带之间设置有可移动的集土机构，集土机构包括集土框、破土辊和驱动电机，该基坑开挖用的基坑支护结构，通过集土机构、运土机构、混合机构和支护机构的协同作用，实现了基坑开挖和支护的同步进行，利用挖掘出的土重新填充到基坑侧壁形成支护墙，并利用混合机构注入水泥浆料加固土体，从而解决了传统方法存在的问题，进而具有提高工程质量，降低风险，节约成本以及符合环保可持续发展的优点。

Description

一种基坑开挖用的基坑支护结构

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，具体是一种基坑开挖用的基坑支护结构。

背景技术

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施，在基坑开挖的过程中随着基坑的深度不断增加，为了避免基坑边缘倒塌，需要对基坑边缘进行支护。

而在基坑开挖过程中，由于传统的基坑开挖和基坑支护是分步进行的，无法实现两者同步进行，使得基坑工程的稳定性可能会受到影响，存在坍塌和滑坡的风险，尤其是在支护结构尚未安装完成之前。

为此，我们提出一种基坑开挖用的基坑支护结构。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种基坑开挖用的基坑支护结构，具有基坑开挖和支护的同步进行，利用挖掘出的土重新填充到基坑侧壁形成支护墙，并利用混合机构注入水泥浆料加固土体，从而解决了传统方法存在的问题，进而具有提高工程质量，降低风险，节约成本以及符合环保可持续发展的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基坑开挖用的基坑支护结构，包括挖机本体，所述挖机本体的挖斗与履带之间设置有可移动的集土机构，所述集土机构包括集土框、破土辊和驱动电机，所述挖机本体的挖斗在基坑开挖过程中，利用所述集土机构的集土框对基坑开挖过程中产生的土实现收集动作，同时，利用驱动电机驱动破土辊对收集到的土实现挤压破碎动作；

所述集土框的出料口设置有可活动的运土机构，且所述运土机构位于挖机本体的操作室下方，所述运土机构包括锥齿轮组、第一传动齿轮组和输送带，所述集土机构在运动的同时，通过锥齿轮组和第一传动齿轮组的啮合，带动输送带对经集土机构破碎后的土实现输送动作；

所述运土机构的出料口设置有混合机构，所述混合机构位于挖机本体的操作室壳体右侧，所述混合机构包括混合箱、第二传动齿轮组、螺旋叶片和注料口，所述运土机构将破碎后的土运输至混合箱内部的同时，利用注料口与外界泥浆泵的输料管连通，并通过第二传动齿轮组与螺旋叶片的配合，带动流入混合箱内的土与水泥浆料沿螺旋叶片的螺旋曲线螺旋混合以形成混合土体；

所述混合机构的出料口设置有可活动的支护机构，所述支护机构包括定型模板和连接管，利用所述连接管将混合土体填充进定型模板的型腔内，并在基坑侧壁形成支护墙，以便对基坑侧壁实现支护动作；

还包括可视化界面、处理模块及挖机本体的控制终端，其中，

根据施工需求，操作者在可视化界面的编辑窗口中输入基坑侧壁的相关参数，并将输入的参数数据发送至处理模块，基于输入的参数数据，计算定型模板由垂直转变为倾斜状态下的位移距离，由挖机本体的控制终端形成控制指令，控制安装在位于混合箱上方的弧形气缸伸出，带动支护机构的定型模板弧形转动，调整支护机构的定型模板角度，形成符合施工需求的支护墙。

优选地，所述挖机本体的X车架与集土框的右侧表面均转动套接有安装架，所述破土辊的两端分别与集土框的前内壁和后内壁转动套接，且多个所述破土辊在集土框的内部呈线性阵列分布，多个所述破土辊的前端均贯穿集土框的前内壁后延伸至集土框的正面，所述集土机构还包括固定连接在集土框正面的电机安装座。

优选地，所述驱动电机固定安装在电机安装座的内壁，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与其中一个所述破土辊位于集土框正面的前端固定连接，相邻所述破土辊之间通过第三传动齿轮组外啮合传动，所述集土框的内底壁由左侧向右侧中部呈倾斜的下滑状。

优选地，所述运土机构还包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块分别固定安装在集土框的正面和右侧表面，所述第一固定块和第二固定块的内壁转动套接有第一传动轴，另一所述破土辊靠近第三传动齿轮组前方的前端、位于第一固定块内壁处的第一传动轴两端、位于第二固定块内壁处的第一传动轴前端均与锥齿轮组的锥齿轮内壁固定套接；

所述第二固定块的背面转动套接有第二传动轴，位于第二固定块内壁处的第一传动轴后端和第二传动轴的后端均与第一传动齿轮组的齿轮内壁固定套接。

优选地，所述集土框的出料口转动套接有排土杆，所述排土杆位于集土框内的外表面固定套接有排土板，所述排土杆的前端贯穿集土框的出料口前内壁后延伸至集土框的正面，所述排土杆位于集土框正面的前端与第二传动轴位于第一传动齿轮组后方的后端之间通过带传动机构传动连接，所述排土杆的外表面转动套接有防护框；

所述防护框的外表面与挖机本体的X车架安装槽内壁滑动套接，所述防护框的安装槽内壁分别转动套接有主动辊和从动辊，且所述主动辊和从动辊以防护框的轴线为对称中心呈对称状分布，所述输送带传动连接在主动辊和从动辊的外表面，所述排土杆与主动辊之间通过带传动机构传动连接。

优选地，所述混合箱固定安装在防护框的右侧表面，所述从动辊的后端与混合箱的后内壁转动套接后延伸至混合箱的背面，所述螺旋叶片的两端分别与混合箱的前内壁和后内壁转动套接，且两个所述螺旋叶片在混合箱的内部呈左右错位分布，两个所述螺旋叶片的后端均贯穿混合箱的后内壁后延伸至混合箱的背面，两个所述螺旋叶片之间通过第二传动齿轮组外啮合传动，所述从动辊位于混合箱背面的后端通过带传动机构与其中一个所述螺旋叶片位于混合箱背面的后端传动连接，所述注料口开设在混合箱的上表面。

优选地，所述连接管的进料端通过销轴与混合箱的出料口转动套接，所述连接管的出料端通过销轴与定型模板的进料口转动套接，所述支护机构还包括固定安装在混合箱上表面的固定架，所述弧形气缸固定安装在固定架的上表面中心处。

优选地，所述弧形气缸的活塞杆一端与定型模板的背面固定安装，所述定型模板的内部固定安装有呈矩形阵列分布的碳纤维加热管，所述弧形气缸与位于连接管进料端处的销轴同轴心。

优选地，所述可视化界面的编辑窗口中基坑侧壁的相关参数具体包括基坑侧壁的股长和基坑侧壁的股长与弦长之间的夹角度数。

优选地，所述定型模板由垂直转变为倾斜状态下位移距离的计算公式具体为：

其中，表示定型模板由垂直转变为倾斜状态下的位移距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过集土机构、运土机构、混合机构和支护机构的协同作用，实现了基坑开挖和支护的同步进行，利用挖掘出的土重新填充到基坑侧壁形成支护墙，并利用混合机构注入水泥浆料加固土体，从而解决了传统方法存在的问题，进而具有提高工程质量，降低风险，节约成本以及符合环保可持续发展的优点。

2、本发明通过可视化界面、处理模块及挖机本体的控制终端的配合，能够实现事先根据施工需求输入相关参数，从而自动计算并调整支护机构的定型模板角度，确保支护墙的倾斜角度符合具体要求，进而具有显著提高基坑开挖效率和安全性，并通过精确调整支护墙的角度，能够很好地适应不同施工环境和需求，为基坑侧壁提供可靠支撑的优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明安装架结构立体图；

图3为本发明挖机本体结构立体图；

图4为本发明破土辊结构立体图；

图5为本发明第一传动齿轮组结构立体图；

图6为本发明注料口结构立体图；

图7为本发明锥齿轮组结构立体图；

图8为本发明防护框结构立体图；

图9为本发明集土框结构立体图；

图10为本发明集土框结构半剖立体图；

图11为本发明碳纤维加热管结构立体图；

图12为本发明固定架结构立体图；

图13为本发明连接管结构立体图；

图14为本发明螺旋叶片结构立体图；

图15为本发明系统框图。

图中：1、挖机本体；2、集土框；21、破土辊；22、驱动电机；23、安装架；24、电机安装座；25、第三传动齿轮组；3、锥齿轮组；31、第一传动齿轮组；32、输送带；33、第一固定块；34、第二固定块；35、第一传动轴；36、第二传动轴；37、排土杆；38、排土板；39、防护框；310、主动辊；311、从动辊；4、混合箱；41、第二传动齿轮组；42、螺旋叶片；43、注料口；5、定型模板；51、连接管；52、弧形气缸；53、固定架；54、碳纤维加热管；6、可视化界面；7、处理模块；8、控制终端。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图15所示，本发明提供一种基坑开挖用的基坑支护结构，包括挖机本体1，挖机本体1的挖斗与履带之间设置有可移动的集土机构，集土机构包括集土框2、破土辊21和驱动电机22，挖机本体1的挖斗在基坑开挖过程中，利用集土机构的集土框2对基坑开挖过程中产生的土实现收集动作，同时，利用驱动电机22驱动破土辊21对收集到的土实现挤压破碎动作，为了方便集土机构随挖机本体1移动且不对挖机本体1的正常操作造成干涉，本申请在集土机构的集土框2下方转动套接有呈线性阵列分布的万向轮，此外，设置的多个万向轮还能够对集土框2实现支撑的效果，进而通过集土机构和万向轮的配合使用，实现了高效的土收集和破碎处理，同时保证了移动灵活性和挖机操作的连续性；

集土框2的出料口设置有可活动的运土机构，且运土机构位于挖机本体1的操作室下方，运土机构包括锥齿轮组3、第一传动齿轮组31和输送带32，集土机构在运动的同时，通过锥齿轮组3和第一传动齿轮组31的啮合，带动输送带32对经集土机构破碎后的土实现输送动作；

运土机构的出料口设置有混合机构，混合机构位于挖机本体1的操作室壳体右侧，混合机构包括混合箱4、第二传动齿轮组41、螺旋叶片42和注料口43，运土机构将破碎后的土运输至混合箱4内部的同时，利用注料口43与外界泥浆泵的输料管连通，并通过第二传动齿轮组41与螺旋叶片42的配合，带动流入混合箱4内的土与水泥浆料沿螺旋叶片42的螺旋曲线螺旋混合以形成混合土体，为了对混合箱4实现稳定的支撑的效果，本申请在混合箱4的下方转动套接有呈线性阵列分布的万向轮；

混合机构的出料口设置有可活动的支护机构，支护机构包括定型模板5和连接管51，利用连接管51将混合土体填充进定型模板5的型腔内，并在基坑侧壁形成支护墙，以便对基坑侧壁实现支护动作，通过混合机构和可活动的支护机构的相互配合，实现了自动化和高效的基坑侧壁支护过程，定型模板5和连接管51的配合使用，使得混合土体能够准确地填充并形成所需的支护墙，从而保证了基坑开挖的安全性和稳定性，进而具有不仅简化了操作流程，还显著提升了施工效率和质量的优点；

还包括可视化界面6、处理模块7及挖机本体1的控制终端8，其中，

根据施工需求，操作者在可视化界面6的编辑窗口中输入基坑侧壁的相关参数，并将输入的参数数据发送至处理模块7，基于输入的参数数据，计算定型模板5由垂直转变为倾斜状态下的位移距离，由挖机本体1的控制终端8形成控制指令，控制安装在位于混合箱4上方的弧形气缸52伸出，带动支护机构的定型模板5弧形转动，调整支护机构的定型模板5角度，形成符合施工需求的支护墙，即支护墙的倾斜角度与施工需求的倾斜角度一致，通过可视化界面6、处理模块7及挖机本体1的控制终端8的相互配合，具有显著提高了基坑开挖效率和安全性，并通过精确调整支护墙的角度，能够很好地适应不同施工环境和需求，为基坑侧壁提供可靠支撑的优点。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图9和图10所示，挖机本体1的X车架与集土框2的右侧表面均转动套接有安装架23，破土辊21的两端分别与集土框2的前内壁和后内壁转动套接，且多个破土辊21在集土框2的内部呈线性阵列分布，通过破土辊21和集土框2之间的转动套接，破土辊21能够在驱动电机22的驱动下旋转，从而对土进行破碎、松动和方便后续输送处理，多个破土辊21的前端均贯穿集土框2的前内壁后延伸至集土框2的正面，集土机构还包括固定连接在集土框2正面的电机安装座24，驱动电机22固定安装在电机安装座24的内壁，驱动电机22的输出轴通过联轴器与其中一个破土辊21位于集土框2正面的前端固定连接，相邻破土辊21之间通过第三传动齿轮组25外啮合传动，能够实现同步旋转、有效的动力传递、均匀负荷分布以及结构紧凑的效果，通过上述优点的共同作用，使得集土机构能够更加高效、可靠和易于维护，集土框2的内底壁由左侧向右侧中部呈倾斜的下滑状，有助于引导和收集处理过的土沿着集土框2的底部向右侧中部滑动，方便后续的运土机构进行输送。

采用上述方案：挖机本体1的挖斗在基坑开挖过程中，利用集土机构的集土框2对基坑开挖过程中产生的土进行收集，同时，由挖机本体1的控制终端8控制驱动电机22启动，驱动电机22其中一个破土辊21转动，通过多个破土辊21前端设置的第三传动齿轮组25中齿轮与齿轮外啮合，带动多个破土辊21同步旋转，对集土框2收集到的土实现挤压破碎。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8和图12所示，运土机构还包括第一固定块33和第二固定块34，第一固定块33和第二固定块34分别固定安装在集土框2的正面和右侧表面，第一固定块33和第二固定块34的内壁转动套接有第一传动轴35，第一固定块33和第二固定块34固定安装在集土框2上，不仅确保了第一传动轴35在动力传递过程中的稳定性，还减少了由于振动和位移引起的效率损失，另一破土辊21靠近第三传动齿轮组25前方的前端、位于第一固定块33内壁处的第一传动轴35两端、位于第二固定块34内壁处的第一传动轴35前端均与锥齿轮组3的锥齿轮内壁固定套接；

第二固定块34的背面转动套接有第二传动轴36，位于第二固定块34内壁处的第一传动轴35后端和第二传动轴36的后端均与第一传动齿轮组31的齿轮内壁固定套接，驱动电机22在驱动破土辊21对土进行破碎的同时，通过破土辊21、第一固定块33、第二固定块34、第一传动轴35、第二传动轴36、锥齿轮组3和第一传动齿轮组31的相互配合，使破土辊21在工作时能够带动运土机构同步旋转，将破碎后的土及时传送至下一机构，进而确保土壤不会长期滞留在集土框2内，避免了堆积和堵塞，提高了整体处理效率，集土框2的出料口转动套接有排土杆37，排土杆37位于集土框2内的外表面固定套接有排土板38，排土杆37的前端贯穿集土框2的出料口前内壁后延伸至集土框2的正面，排土杆37位于集土框2正面的前端与第二传动轴36位于第一传动齿轮组31后方的后端之间通过带传动机构传动连接，通过排土杆37、排土板38、带传动机构和第二传动轴36之间的配合，使第二传动轴36在转动的同时，排土板38能够主动将破碎后的土推向输送带32，避免了土在集土框2内堆积，保证了连续作业的顺畅性，排土杆37的外表面转动套接有防护框39，当集土框2在移动过程中遇到不平整路面时，由于排土杆37与防护框39之间采用了转动套接的连接方式，因此，集土框2面对不同地形时，能够在一定范围内自动调整其角度，以保持与地面的最佳接触状态，从而提高破土和集土效率，而在复杂的地形条件下，若集土框2与防护框39之间是刚性固定连接，突然的冲击或遇到不平整地面出现上下波动容易导致机械部件的损坏，针对此情况，本申请设置的转动套接提供了一定的缓冲作用，能够有效减轻集土框2受到的冲击力，从而延长了本申请基坑支护结构的使用寿命；

防护框39的外表面与挖机本体1的X车架安装槽内壁滑动套接，防护框39的外表面与挖机本体1的X车架安装槽内壁滑动套接，此设置是为了使防护框39在一定范围内滑动调节位置，从而进一步增强本申请基坑开挖用的基坑支护结构的灵活性和适应性，防护框39的安装槽内壁分别转动套接有主动辊310和从动辊311，且主动辊310和从动辊311以防护框39的轴线为对称中心呈对称状分布，输送带32传动连接在主动辊310和从动辊311的外表面，排土杆37与主动辊310之间通过带传动机构传动连接，排土杆37通过带传动机构传动连接主动辊310，主动辊310和从动辊311上则配有输送带32，由于排土杆37采用了转动套接的设计，即使集土框2发生一定范围内的倾斜或转动，也不会影响输送带32的稳定运行，进而确保了破碎后的土通过运土机构能够连续不断地被输送至混合机构中。

采用上述方案：驱动电机22在驱动破土辊21对土进行破碎的同时，通过破土辊21、第一固定块33、第二固定块34、第一传动轴35、第二传动轴36、锥齿轮组3和第一传动齿轮组31的相互配合，使破土辊21在工作时能够带动运土机构的输送带32同步旋转，将破碎后的土从集土机构向混合机构输送，输送带32在输送过程中，为了提高输送效率，通过排土杆37、排土板38、带传动机构和第二传动轴36之间的配合，使第二传动轴36在转动的同时，排土板38能够主动将破碎后的土推向输送带32，避免了土在集土框2内堆积，保证了连续作业的顺畅性。

如图1、图4、图7、图12、图13和图14所示，混合箱4固定安装在防护框39的右侧表面，从动辊311的后端与混合箱4的后内壁转动套接后延伸至混合箱4的背面，螺旋叶片42的两端分别与混合箱4的前内壁和后内壁转动套接，且两个螺旋叶片42在混合箱4的内部呈左右错位分布，两个螺旋叶片42的后端均贯穿混合箱4的后内壁后延伸至混合箱4的背面，两个螺旋叶片42之间通过第二传动齿轮组41外啮合传动，从动辊311位于混合箱4背面的后端通过带传动机构与其中一个螺旋叶片42位于混合箱4背面的后端传动连接，利用两个螺旋叶片42通过旋转将流入混合箱4内的土和水泥浆料进行混合，能够使两种材料更加均匀地混合在一起，不仅能有效提高土和水泥浆料的混合质量，还能显著提升基坑支护墙的稳固性和安全性，避免了坍塌和滑坡情况的发生，注料口43开设在混合箱4的上表面，设置注料口43的主要目的是为了能够使由外界泥浆泵输送的水泥浆料方便地进入混合机构中，确保水泥浆料能够高效、连续地进入混合区域。

采用上述方案：运土机构将破碎后的土运输至混合箱4内部的同时，利用注料口43与外界泥浆泵的输料管连通，并通过第二传动齿轮组41与螺旋叶片42的配合，带动流入混合箱4内的土与水泥浆料沿螺旋叶片42的螺旋曲线螺旋混合以形成混合土体，同时，利用螺旋叶片42表面的螺旋曲线，带动混合土体向混合箱4的出料口输送。

如图1、图4、图6、图11、图12和图13所示，连接管51的进料端通过销轴与混合箱4的出料口转动套接，连接管51的出料端通过销轴与定型模板5的进料口转动套接，混合箱4与定型模板5之间通过可活动的连接管51进行连接，使得定型模板5在调整角度的过程中，连接管51也能够将混合土体从混合箱4向定型模板5实现稳定输送，支护机构还包括固定安装在混合箱4上表面的固定架53，弧形气缸52固定安装在固定架53的上表面中心处，弧形气缸52的活塞杆一端与定型模板5的背面固定安装，定型模板5的内部固定安装有呈矩形阵列分布的碳纤维加热管54，通过碳纤维加热管54产生的热量对混合土体进行烘干，能够加速水泥浆料的凝固反应，缩短混合土体的固化时间，提高施工效率，此外，为了保证混合土体的质量问题，避免出现过热或过冷现象，还可在定型模板5的背面安装温度传感器，以实现对其型腔内加热温度监测的效果，由于该措施属于现有技术，因此在此不再过多赘述，图中未画出，弧形气缸52与位于连接管51进料端处的销轴同轴心，能够实现当需要调整定型模板5角度时，弧形气缸52将以销轴的轴心为圆心实现转动动作，从而有效减少了由于非同心旋转导致的偏心应力和磨损。

采用上述方案：混合土体在通过螺栓叶片运动至混合箱4的出料口后，利用连接管51将混合土体填充进定型模板5的型腔内，并在基坑侧壁形成符合施工需求的支护墙，支护墙在定型模板5内定型过程中，利用碳纤维加热管54产生的热量对混合土体进行烘干，能够加速水泥浆料的凝固反应，缩短混合土体的固化时间。

如图15所示，可视化界面6的编辑窗口中基坑侧壁的相关参数具体包括基坑侧壁的股长和基坑侧壁的股长与弦长之间的夹角度数，若基坑开挖为分级开挖，则该处基坑侧壁的股长为对应分级中单一级别的垂直高度；

定型模板5由垂直转变为倾斜状态下位移距离的计算公式具体为：

其中，表示定型模板5由垂直转变为倾斜状态下的位移距离。

本发明的工作原理及使用流程：

步骤一、根据基坑实际的施工需求，调用可视化界面6、处理模块7和挖机本体1的控制终端8，由挖机本体1的控制终端8通过弧形气缸52调整支护机构的定型模板5角度，以便后续为基坑侧壁提供可靠支撑；

步骤二、调整完成后挖机本体1开始开挖工作，挖机本体1的挖斗在基坑开挖过程中，利用集土机构的集土框2对基坑开挖过程中产生的土进行收集，同时，由挖机本体1的控制终端8控制驱动电机22启动，驱动电机22其中一个破土辊21转动，通过多个破土辊21前端设置的第三传动齿轮组25中齿轮与齿轮外啮合，带动多个破土辊21同步旋转，对集土框2收集到的土实现挤压破碎；

步骤三、驱动电机22在驱动破土辊21对土进行破碎的同时，通过破土辊21、第一固定块33、第二固定块34、第一传动轴35、第二传动轴36、锥齿轮组3和第一传动齿轮组31的相互配合，使破土辊21在工作时能够带动运土机构的输送带32同步旋转，将破碎后的土从集土机构向混合机构输送，输送带32在输送过程中，为了提高输送效率，通过排土杆37、排土板38、带传动机构和第二传动轴36之间的配合，使第二传动轴36在转动的同时，排土板38能够主动将破碎后的土推向输送带32，避免了土在集土框2内堆积，保证了连续作业的顺畅性；

步骤四、运土机构将破碎后的土运输至混合箱4内部的同时，利用注料口43与外界泥浆泵的输料管连通，并通过第二传动齿轮组41与螺旋叶片42的配合，带动流入混合箱4内的土与水泥浆料沿螺旋叶片42的螺旋曲线螺旋混合以形成混合土体，同时，利用螺旋叶片42表面的螺旋曲线，带动混合土体向混合箱4的出料口输送；

步骤五、混合土体在通过螺栓叶片运动至混合箱4的出料口后，利用连接管51将混合土体填充进定型模板5的型腔内，并在基坑侧壁形成符合施工需求的支护墙，支护墙在定型模板5内定型过程中，利用碳纤维加热管54产生的热量对混合土体进行烘干，能够加速水泥浆料的凝固反应，缩短混合土体的固化时间。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基坑开挖用的基坑支护结构，包括挖机本体（1），其特征在于：所述挖机本体（1）的挖斗与履带之间设置有可移动的集土机构，所述集土机构包括集土框（2）、破土辊（21）和驱动电机（22），所述挖机本体（1）的挖斗在基坑开挖过程中，利用所述集土机构的集土框（2）对基坑开挖过程中产生的土实现收集动作，同时，利用驱动电机（22）驱动破土辊（21）对收集到的土实现挤压破碎动作；

所述集土框（2）的出料口设置有可活动的运土机构，且所述运土机构位于挖机本体（1）的操作室下方，所述运土机构包括锥齿轮组（3）、第一传动齿轮组（31）和输送带（32），所述集土机构在运动的同时，通过锥齿轮组（3）和第一传动齿轮组（31）的啮合，带动输送带（32）对经集土机构破碎后的土实现输送动作；

所述运土机构的出料口设置有混合机构，所述混合机构位于挖机本体（1）的操作室壳体右侧，所述混合机构包括混合箱（4）、第二传动齿轮组（41）、螺旋叶片（42）和注料口（43），所述运土机构将破碎后的土运输至混合箱（4）内部的同时，利用注料口（43）与外界泥浆泵的输料管连通，并通过第二传动齿轮组（41）与螺旋叶片（42）的配合，带动流入混合箱（4）内的土与水泥浆料沿螺旋叶片（42）的螺旋曲线螺旋混合以形成混合土体；

所述混合机构的出料口设置有可活动的支护机构，所述支护机构包括定型模板（5）和连接管（51），利用所述连接管（51）将混合土体填充进定型模板（5）的型腔内，并在基坑侧壁形成支护墙，以便对基坑侧壁实现支护动作；

还包括可视化界面（6）、处理模块（7）及挖机本体（1）的控制终端（8），其中，

根据施工需求，操作者在可视化界面（6）的编辑窗口中输入基坑侧壁的相关参数，并将输入的参数数据发送至处理模块（7），基于输入的参数数据，计算定型模板（5）由垂直转变为倾斜状态下的位移距离，由挖机本体（1）的控制终端（8）形成控制指令，控制安装在位于混合箱（4）上方的弧形气缸（52）伸出，带动支护机构的定型模板（5）弧形转动，调整支护机构的定型模板（5）角度，形成符合施工需求的支护墙。

2.根据权利要求1所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述挖机本体（1）的X车架与集土框（2）的右侧表面均转动套接有安装架（23），所述破土辊（21）的两端分别与集土框（2）的前内壁和后内壁转动套接，且多个所述破土辊（21）在集土框（2）的内部呈线性阵列分布，多个所述破土辊（21）的前端均贯穿集土框（2）的前内壁后延伸至集土框（2）的正面，所述集土机构还包括固定连接在集土框（2）正面的电机安装座（24）。

3.根据权利要求2所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述驱动电机（22）固定安装在电机安装座（24）的内壁，所述驱动电机（22）的输出轴通过联轴器与其中一个所述破土辊（21）位于集土框（2）正面的前端固定连接，相邻所述破土辊（21）之间通过第三传动齿轮组（25）外啮合传动，所述集土框（2）的内底壁由左侧向右侧中部呈倾斜的下滑状。

4.根据权利要求3所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述运土机构还包括第一固定块（33）和第二固定块（34），所述第一固定块（33）和第二固定块（34）分别固定安装在集土框（2）的正面和右侧表面，所述第一固定块（33）和第二固定块（34）的内壁转动套接有第一传动轴（35），另一所述破土辊（21）靠近第三传动齿轮组（25）前方的前端、位于第一固定块（33）内壁处的第一传动轴（35）两端、位于第二固定块（34）内壁处的第一传动轴（35）前端均与锥齿轮组（3）的锥齿轮内壁固定套接；

所述第二固定块（34）的背面转动套接有第二传动轴（36），位于第二固定块（34）内壁处的第一传动轴（35）后端和第二传动轴（36）的后端均与第一传动齿轮组（31）的齿轮内壁固定套接。

5.根据权利要求4所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述集土框（2）的出料口转动套接有排土杆（37），所述排土杆（37）位于集土框（2）内的外表面固定套接有排土板（38），所述排土杆（37）的前端贯穿集土框（2）的出料口前内壁后延伸至集土框（2）的正面，所述排土杆（37）位于集土框（2）正面的前端与第二传动轴（36）位于第一传动齿轮组（31）后方的后端之间通过带传动机构传动连接，所述排土杆（37）的外表面转动套接有防护框（39）；

所述防护框（39）的外表面与挖机本体（1）的X车架安装槽内壁滑动套接，所述防护框（39）的安装槽内壁分别转动套接有主动辊（310）和从动辊（311），且所述主动辊（310）和从动辊（311）以防护框（39）的轴线为对称中心呈对称状分布，所述输送带（32）传动连接在主动辊（310）和从动辊（311）的外表面，所述排土杆（37）与主动辊（310）之间通过带传动机构传动连接。

6.根据权利要求5所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述混合箱（4）固定安装在防护框（39）的右侧表面，所述从动辊（311）的后端与混合箱（4）的后内壁转动套接后延伸至混合箱（4）的背面，所述螺旋叶片（42）的两端分别与混合箱（4）的前内壁和后内壁转动套接，且两个所述螺旋叶片（42）在混合箱（4）的内部呈左右错位分布，两个所述螺旋叶片（42）的后端均贯穿混合箱（4）的后内壁后延伸至混合箱（4）的背面，两个所述螺旋叶片（42）之间通过第二传动齿轮组（41）外啮合传动，所述从动辊（311）位于混合箱（4）背面的后端通过带传动机构与其中一个所述螺旋叶片（42）位于混合箱（4）背面的后端传动连接，所述注料口（43）开设在混合箱（4）的上表面。

7.根据权利要求6所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述连接管（51）的进料端通过销轴与混合箱（4）的出料口转动套接，所述连接管（51）的出料端通过销轴与定型模板（5）的进料口转动套接，所述支护机构还包括固定安装在混合箱（4）上表面的固定架（53），所述弧形气缸（52）固定安装在固定架（53）的上表面中心处。

8.根据权利要求7所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述弧形气缸（52）的活塞杆一端与定型模板（5）的背面固定安装，所述定型模板（5）的内部固定安装有呈矩形阵列分布的碳纤维加热管（54），所述弧形气缸（52）与位于连接管（51）进料端处的销轴同轴心。

9.根据权利要求8所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述可视化界面（6）的编辑窗口中基坑侧壁的相关参数具体包括基坑侧壁的股长和基坑侧壁的股长与弦长之间的夹角度数。

10.根据权利要求9所述的基坑开挖用的基坑支护结构，其特征在于：所述定型模板（5）由垂直转变为倾斜状态下位移距离的计算公式具体为：

其中，表示定型模板（5）由垂直转变为倾斜状态下的位移距离。