一种用于地下管线明挖施工的基槽支护箱

所属技术领域

本发明涉及一种地下管线明挖施工时，对管线基槽进行支护的设备，属于地下管线施工设备领域，具体来说是一种用于地下管线明挖施工的基槽支护箱。

背景技术

目前，在管线基槽开挖支护施工中，传统的方式采用拉森钢板的支护方法，具体的做法是先沿管线基槽的开挖边线锤击插打拉森钢板桩，基槽开挖一定深度后安装围檩和横支撑，形成支护结构以稳定基槽，管道安装完毕，管槽回填一定高度后，拆除围檩和横支撑，再抽拔钢板桩。但该传统做法在实际应用中存在以下问题：

拉森钢板桩的插打需要专业的板桩插打设备，施工工艺复杂，施工费用较高。

拉森钢板桩的插打以及围檩、横支撑的安装，必须在管线基槽内进行，不能预先在基槽外拼装，施工周期长。

拉森钢板桩插打事先必须精确探明地下现有管线设施的布置情况，如现有地下管线设施探明不准确，插打时极易损坏现有管线设施。

对于不同开挖深度的管线基槽支护所需的钢板桩的长度不一，不能进行标准化施工。

可适应的土层范围受限，理论上，拉森钢板桩不适用中、微风化岩土层。

发明内容

为了克服上述背景技术中所陈述的问题，本发明提供一种用于地下管线明挖施工的基槽支护箱，其在管线基槽外完成拼装，依靠作业挖掘机铲斗的冲击力或压力辅助支护箱自身的重力进行下沉，施工工艺简单、节约工期、节约施工成本、安全可靠。

本说明书中所引用的如“上”、“下”“内”“外”等方位名词以及“第一”“第二”等序数名词，仅是为了更清楚明白地表明本发明的结构而采用的，并非用于限定本发明的使用范围，其相对关系的调整，在无实质变更技术内容下，亦视为本发明的保护范围。

为了解决上述问题和实现其优点，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种用于地下管线明挖施工的基槽支护箱，包括：底层支护箱和加高支护箱；底层支护箱包括第一挡土侧壁，第二挡土侧壁以及若干相互平行的横撑；加高支护箱包括第一挡土侧壁，第二挡土侧壁，若干相互平行的横撑；底层支护箱的第一挡土侧壁和第二挡土侧壁均由内板、外板、顶板、一对端板以及壁脚组成；加高支护箱的第一挡土侧壁和第二挡土侧壁均由内板、外板、顶板、一对端板以及底板组成；底层支护箱和加高支护箱的所有横撑与挡土侧壁牢靠连接。

作为优选，所述底层支护箱和加高支护箱的横撑相互平行且仅安装在底层支护箱和加高支护箱的两端。

作为优选，所述底层支护箱最下一层横撑与其下面的第一挡土侧壁及第二挡土侧壁形成倒“U”型，为管线敷设/维修提供所需要的净空间高度。

作为优选，所述底层支护箱的上缘与所述加高支护箱的上、下缘均设置加高连接装置，通过这些加高连接装置可以使底层支护箱的上缘与加高支护箱的下缘连接，增加有效支护高度，设置多层加高时，可使下层加高支护箱上缘与上层加高支护箱的下缘通过加高连接装置连接，加高连接装置的另一作用是防止加高支护箱滑脱及承受支挡箱提起时对下层支挡箱的拉力，并使底层支护箱、加高支护箱形成一个整体的支护体系。

作为优选，所述底层支护箱的第一挡土侧壁和第二挡土侧壁的壁脚呈楔形，以减小底层支护箱下沉时土的阻力。

作为优选，所述用于地下管线明挖施工的基槽支护箱，其特征是底层支护箱的第一、第二挡土侧壁均由内板、外板、顶板、一对端板以及壁脚组成；加高支护箱的第一挡土侧壁、第二挡土侧壁均由内板、外板、顶板、一对端板以及底板组成。

本发明的有益效果是：

这种无上下底板、无前后壁的稳定箱式支护结构不是在基槽内而是在基槽外完成拼装，减少了支护设备安装时间，提高了施工进度；

开挖作业时，先挖去底层支护箱脚线以下的土方，使支护箱脱空，再利用箱体的重力和挖掘机铲斗的压力或冲击力迫使其下沉，不需要专业的插打设备，简化了支护施工工艺，节约了成本，显著提高了支护工效；

通过更换不同长度的支护箱横撑或者调节支护箱横撑的长度，可以适应不同开挖宽度的管线基槽，实现设备的重复利用，实现标准化施工；

底层支护箱的高度满足不了深度要求时，可安装加高支护箱可适应不同深度的管线基槽；

支护箱的壁脚不用插入管线基槽的开挖线以下，这样使得支护箱提起方便，工艺简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的工作原理示意图

图3是加高支护箱的前视图

图4是底层支护箱的前视图

图中1-底层支护箱的第一挡土侧壁，2-底层支护箱的第二挡土侧壁，3-横撑，4-加高支护箱的第一挡土侧壁，5-加高支护箱的第二挡土侧壁，6-起吊孔，7-加高连接装置，8-底层支护箱挡土侧壁壁脚，9-底层支护箱挡土侧壁顶板，10-底层支护箱挡土侧壁内板，11-底层支护箱挡土侧壁外板，12-加高支护箱挡土侧壁底板，13-加高支护箱挡土侧壁顶板，14-加高支护箱挡土侧壁内板，15-加高支护箱挡土侧壁外板，16-加高支护箱挡土侧壁端板，17-底层支护箱侧壁端板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明专利的优点和特征能更容易被本领域的技术人员所理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1所示的实施例中，一种管线基槽开挖可场外拼装的支护箱，包括：底层支护箱和加高支护箱；底层支护箱包括第一挡土侧壁(1)，第二挡土侧壁(2)；上下两层相互平行且仅安装在底层支护箱两端的横撑(3)，横撑(3)与第一挡土侧壁和第二挡土侧壁连接，横撑(3)的最下缘距离底层支护箱脚线的高度Hc的尺寸满足管线敷设的净空高度的需要，横撑(3)长度Bc满足管线敷设的净空宽度的需要；加高支护箱包括第一挡土侧壁(4)，第二挡土侧壁(5)，相互平行且仅安装在加高支护箱两端的横撑(3)；横撑(3)仅安装在支护箱的两端以便在支护箱内为管线施工作业提供通畅的工作空间；底层支护箱的第一挡土侧壁(1)、第二挡土侧壁(2)由内板(10)、外板(11)、顶板(9)、端板(17)以及壁脚(8)组成；加高支护箱的第一挡土侧壁(4)、第二挡土侧壁(5)由内板(14)、外板(15)、顶板(13)、端板(16)以及底板(12)组成；底层支护箱的壁脚呈楔形，以减小支护箱沉下时土的阻力；底层支护箱与加高支护箱通过加高连接装置(7)相连，防止加高支护箱滑脱，以及增强底层支护箱和加高支护箱的整体工作性能。

管线基槽开挖作业时，先按照图纸放出基槽的开挖边线，挖掘设备就位将基槽开挖一定深度，一定深度是指按照开挖设计不需要对基槽进行支护的安全开挖深度，然后将底层支护箱吊运安放到基槽内，将挖掘机铲斗从支护箱上开口伸入到支护箱内部，继续开挖，挖去底层支护箱壁脚(8)以下的岩土，使底层支护箱壁脚脱空，然后利用作业挖掘机的铲斗冲击支护箱的顶板(13)或用铲斗对顶板(13)施加静压附加支护箱的重力使底层支护箱壁脚下沉到开挖面，然后继续挖土使支护箱脱空，再继续冲击或对顶板(13)施加压力，促使其下沉，重复操作上述步骤，直到底层支护箱的壁脚(8)达到基槽的设计开挖线。如果底层支护箱的高度小于设计支撑高度，可以在底层支护箱上部通过加高连接装置(7)加一层或多层加高支护箱。

管线安装完毕或维修结束后，对管线基槽进行分层回填，回填至底层支护箱横撑(3)的高度时，将吊索与支护箱的吊装孔(6)连接，利用专业起吊设备或作业挖掘机作业臂，将支护箱提起使底层支护箱壁脚高于基槽回填面，再对管线基槽进行回填至底层支护箱横撑(3)的高度，再次将支护箱提起，再次回填，重复上述步骤，直到支护箱完全拔出，基槽回填至设计回填标高；边回填边提起支护箱的一个目的是避免支护箱被回填土埋入过深，增大提起时土与侧壁的摩擦力，增加支护箱提起的难度。

采用本发明所述的地下管线明挖施工的基槽支护箱，解决了许多现有支护方式存在的问题，比如：第一、这种支护箱可以在基槽外进行拼装，施工操作简单，无需特殊的施工机械设备、材料、可操作性强，相比其他支护方法更节约了成本；第二、可以通过更换不同长度的横撑(3)和(6)，或调节横撑(3)和(6)的长度，来适应不同开挖宽度的管线基槽；第三、可以通过调节底层支护箱横撑(3)距离底层支护箱壁脚的高度来适应不同管径的管线施工；第四、这种支护箱可以重复使用，适用于不同开外宽度、开挖深度的管线基槽，大大降低支护成本；第五、这种支护箱的壁脚不需要插入基槽开挖面以下，能适应各种需要支护的土质。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明的权利要求的保护范围之内。