自支护预制挡土墙快速安装施工装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体地指一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置及施工方法。

背景技术

山区地震或泥石流导致公路边坡滑坡路基被掩埋，尤其是还存在余震及二次滑坡风险的地质不稳定情况下道路保通工作难度大。现有情况，通常采用挖掘机、推土机等机械设备进行清障，但由于存在二次滑坡的问题，会出现清障路面再次被边坡滑落的碎石泥土覆盖，清障难度极大。为了应对这种碎石泥土再次覆盖清障路面的问题，需要在边坡与清障路面交界处修筑挡土墙，利用挡土墙对滑落的碎石泥土进行阻挡，避免再次覆盖清障路面。但修筑挡土墙的过程中，因为边坡上的碎石泥土会不时往下掉落，挡土墙修筑的难度比较大，而且此类位置通常常规设备无法进入，挡土墙的修筑难度极大。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置及施工方法。

本发明的技术方案为：一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，包括，

台架，所述台架包括迎土一侧的迎土侧门架和背土一侧的背土侧门架以及固定在迎土侧门架和背土侧门架上端的支撑架；

行走模块，所述行走模块设置于迎土侧门架和背土侧门架的下端用于驱动整个台架移动；

挡土模块，所述挡土模块设置于迎土侧门架迎土一侧，用于在施工挡土墙时防止从坡体滚落的土石进入到台架处的挡土墙施工位置；

吊装模块，所述吊装模块设置于支撑架上用于吊装施工挡土墙；

挖土模块，所述挖土模块设置于支撑架上，用于将挡土模块迎土侧的土石抓取到挡土模块背土侧的挡土墙上；

注浆模块，所述注浆模块安装在台架上，用于向挡土墙下方注浆进行填充。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述行走模块包括，

三组行走履带，所述三组行走履带分别设置于背土侧门架下端两侧和迎土侧门架下端一侧；

行走台车，所述行走台车设置于迎土侧门架下端另一侧；

所述行走履带通过竖向可调的平衡油缸连接于背土侧门架和迎土侧门架的下端；

所述行走台车上安装有支撑油缸；所述支撑油缸是在台架位置调节完成后支撑于地面对台架进行固定的竖向油缸。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述迎土侧门架下端的行走履带和行走台车处于迎土侧门架远离挡土模块的内侧。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述挡土模块包括设置于迎土侧门架迎土一侧的挡板；所述挡板的下端与迎土侧门架下端齐平，上端与支撑架之间留有挖土模块通过的间隙。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述支撑架包括位于迎土侧门架和背土侧门架之间的门架部分以及处于门架部分横向端部并向迎土侧延伸超出迎土侧门架的悬挑部分；所述门架部分和悬挑部分上设置有沿横向布置的横向轨道。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述吊装模块包括可横向移动的滑动连接于横向轨道上用于吊装台座节段和挡土墙节段的第一起重小车；所述第一起重小车是能够进行纵向移动、绕竖向轴线转动以及对吊装物体进行偏转角度调节的吊装设备。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述挖土模块包括可横向移动的滑动连接于横向轨道上的第二起重小车；所述第二起重小车下端连接有挖斗，第二起重小车是能够进行纵向移动的吊装设备。

根据本申请提供的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置，所述注浆模块包括，

注浆漏斗，所述支撑架与迎土侧门架之间设置有斜撑，所述注浆漏斗安装在斜撑和迎土侧门架之间；

注浆管，所述注浆管的上端连接于注浆漏斗的下端，注浆管的下端伸入到挡土墙底部的注浆孔内。

本申请还提供一种挡土墙施工方法，应用上述的一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置进行挡土墙施工，包括以下步骤：

S1、在施工现场拼装施工装置，清障设备对挡土墙施工位置进行清障处理；

S2、运输车辆将预制的台座节段和挡土墙节段运送到支撑架(3)下方；

S3、吊装模块于挡土模块背土一侧的施工位置施工挡土墙；

S4、注浆模块伸入到挡土墙节段底部进行注浆形成注浆层；

S5、待注浆层稳定后，挖土模块从挡土模块迎土侧挖土，然后移动到挡土模块背土侧对挡土墙节段进行培土；

S6、培土完成后，台架在行走模块的驱动下移动到下一挡土墙施工位置，按照S2～S5的步骤进行下一挡土墙的施工，依次进行，直至完成所有挡土墙的施工。

根据本申请提供的一种挡土墙施工方法，所述步骤S3中，吊装模块于挡土模块背土一侧的施工位置施工挡土墙的方法包括：吊装模块吊运两组台座节段于挡土模块背土一侧的施工位置，两组台座节段沿横向间隔布置，通过锚杆固定在施工位置上，然后吊装模块吊运一节挡土墙节段至两组台座节段上，使挡土墙节段底部下端面的卡槽与台座节段卡接，完成该处施工位置的挡土墙施工。

根据本申请提供的一种挡土墙施工方法，所述步骤S4中，注浆模块伸入到挡土墙节段底部进行注浆形成注浆层的方法包括：在台架上组装注浆模块，包括固定在台架上的注浆漏斗和安装在注浆漏斗下端的注浆管，待施工位置的挡土墙节段施工完成后，将注浆管的下端插入到挡土墙节段底部的注浆孔内，向挡土墙节段下方注浆形成注浆层。

本申请的优点有：1、本申请构建了挡土墙施工的台架，利用台架上的挡土模块可以有效防止坡面滚落的土石，避免施工挡土墙时将施工位置覆盖住，行走模块方便整个台架的移动和位置调节，吊装模块吊装施工挡土墙操作极为方便，挖土模块能够方便的将坡面的土石转移到施工完成的挡土墙上进行填埋，注浆模块可以快速对挡土墙底部进行注浆填充，整个施工装置结构简单，操作方便，能够在地质灾害持续期间施工场地较差的情况下为挡土墙施工提供良好的施工环境，避免反复清理的问题，同时为现场的作业人员及施工机具提供遮挡，防止滚石及滑坡对人员及设备的伤害，挡土墙的培土极为方便，实现挡土墙的快速施工，整体施工效率高，为道路保通提供稳定的边坡支护，节省大量的黄金救援时间；

2、本申请通过三组行走履带和一组行走台车实现台架的移动，行走履带通过竖向可调的平衡油缸进行高度调节，实现整个台架的调平处理，方便后续作业的进行，行走台车上安装有支撑油缸，利用支撑油缸支撑在地面上，可以在位置调节完成后将台架固定在施工位置，台架施工更加稳定和安全；

3、本申请迎土侧门架下端的行走履带和行走台车处于迎土侧门架的内侧，这样的布置方式可以避免与挡土模块产生干涉，挡土模块可以更为方便对坡面落下的土石进行遮挡，避免进入到台架内侧的挡土墙施工位置处，对设备的保护性更好；

4、本申请的挡土模块包括挡板，挡板处于迎土侧门架的迎土侧，能够很好的对坡面落下的土石进行遮挡，挡板结构简单，使用方便，对设备和人员的保护性好，同时也不会妨碍挖土模块的挖土操作；

5、本申请的台架包括门架部分和悬挑部分，通过在门架部分和悬挑部分上设置横向轨道，利用横向轨道可以方便挖土模块从台架内侧移动到台架迎土侧进行挖土处理，整个装置结构简单，使用及其方便；

6、本申请在支撑架上安装了第一起重小车，利用第一起重小车可以方便的吊装台座节段和挡土墙节段，整体吊装方便，大幅度提高了施工效率，操作简单，具有就嗲的推广价值；

7、本申请在横向轨道上设置有第二起重小车，第二起重小车通过下端的挖斗进行取土，可以方便的将台架迎土侧的土石抓取到台架内侧施工的挡土墙上进行培土，取土方便，操作简单；

8、本申请在台架上安装有注浆漏斗和注浆管，利用注浆漏斗和注浆管可以方便的对挡土墙下方进行注浆，使挡土墙底部填充起来，施工的挡土墙更加稳定；

9、本申请的挡土墙施工方法极为简单，可以避免坡面落下的土石对施工设备、施工人员造成损伤，解决了滚落土石覆盖施工位置需要反复清理的问题，大幅度提高了在地质灾害持续期间施工场地较差的情况下挡土墙施工效率和安全性；

10、本申请对于挡土墙施工的方式极为简单，通过吊装模块分别吊装台座节段和挡土墙节段进行组装，整体安装效率极高，台座节段和挡土墙节段都是预制成型的结构，施工现场的操作极少，大幅度提高了挡土墙施工效率；

11、本申请通过注浆漏斗和注浆管对挡土墙节段的底部进行注浆形成注浆层，注浆层对挡土墙底部进行填充，整个注浆过程简单，操作方便，施工后的挡土墙结构稳定。

本申请的施工装置结构简单，操作使用方便，能够在边坡施工场地稳定性较差的情况下进行挡土墙的快速施工，为施工人员和施工设备提供稳定的施工环境，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本申请的施工装置的主视图；

图2：本申请的施工装置的侧视图；

图3：本申请的施工装置安装台座节段示意图(主视视向)；

图4：本申请的施工装置安装台座节段示意图(侧视视向)；

图5：本申请的施工装置安装挡土墙节段示意图(主视视向)；

图6：本申请的施工装置安装挡土墙节段示意图(侧视视向)；

图7：本申请的施工装置注浆示意图；

图8：本申请的施工装置培土示意图；

其中：1—迎土侧门架；2—背土侧门架；3—支撑架；4—行走履带；5—行走台车；6—平衡油缸；7—支撑油缸；8—挡板；9—第一起重小车；10—第二起重小车；11—注浆漏斗；12—注浆管；

21—挡土墙节段；22—台座节段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本申请涉及到一种自支护预制挡土墙快速安装施工装置以及对应的施工方法，主要是在地质灾害持续期间施工场地较差的情况下进行挡土墙施工，当然也可以在施工场地稳定的情况下进行挡土墙施工，施工场地较差的情况主要是指靠近边坡，边坡上的土石不稳定会从边坡往下滑落，本申请的施工装置带有挡土模块，可以对这些滚落的土石进行遮挡，避免这些滚落的土石对设备、人员造成损伤，同时也避免了滚落的土石掉落在挡土墙施工位置需要反复清理的问题，大幅度提高了施工效率和安全性。

具体的，如图1～8所示，本申请的施工装置包括台架、行走模块、挡土模块、吊装模块、挖土模块和注浆模块，台架包括迎土一侧的迎土侧门架1和背土一侧的背土侧门架2以及固定在迎土侧门架1和背土侧门架2上端的支撑架3，迎土侧门架1和背土侧门架2均包含两个支腿，形成台架结构实际上就是整个施工装置的承载基础；行走模块设置于迎土侧门架1和背土侧门架2的下端用于驱动整个台架移动，通过行走模块能够驱动整个台架的移动和位置调节，相当于构建了一个整体的可移动的施工平台；挡土模块设置于迎土侧门架1迎土一侧，用于在施工挡土墙时防止从坡体滚落的土石进入到台架处的挡土墙施工位置，挡土模块将滚落的土石隔绝在迎土侧，避免进入到背土侧的台架内部；吊装模块设置于支撑架3上用于吊装施工挡土墙，本申请的挡土墙是提前在预制厂预制成型的，分为台座节段和挡土墙节段，运输设备将这些节段运送到台架处的施工位置，吊装模块依次吊装这些节段进行安装；挖土模块设置于支撑架3上，用于将挡土模块迎土侧的土石抓取到挡土模块背土侧的挡土墙上，挖土模块用于将迎土侧的土石搬运到背土侧对挡土墙的底部进行培土；注浆模块安装在台架上，用于向挡土墙下方注浆进行填充，挡土墙施工位置可能并不平整，挡土墙节段安装完成后，其底部与地面之间可能存在较大的间隙，通过注浆模块向挡土墙节段的底部进行注浆形成注浆层进行填充，提高了施工的挡土墙的稳定性。

实际施工时，可以按照以下步骤进行：

S1、在施工现场拼装施工装置，清障设备对挡土墙施工位置进行清障处理；

整个施工装置在挡土墙的施工位置进行组装成型，待清障设备对施工位置进行清障处理后，通过行走模块驱动整个台架移动到对应第一节段挡土墙施工处；

S2、运输车辆将预制的台座节段和挡土墙节段运送到支撑架3下方，如图3～4所示；

台座节段和挡土墙节段都是在预制厂提前预制成型的，施工的挡土墙包含多个台座节段和挡土墙节段，每节挡土墙节段对应两组台座节段，通过逐段施工完成整个挡土墙的施工；

S3、吊装模块于挡土模块背土一侧的施工位置施工挡土墙，如图3～6所示；

吊装模块分别吊装台座节段和挡土墙节段进行挡土墙的施工；

S4、注浆模块伸入到挡土墙节段底部进行注浆形成注浆层，如图7所示；

为了确保施工的挡土墙节段的稳定性，需要对挡土墙节段的底部进行注浆处理，通过填充处理，避免挡土墙节段底部形成空腔，使挡土墙的稳定性和安全性得到了提升；

S5、待注浆层稳定后，挖土模块从挡土模块迎土侧挖土，然后移动到挡土模块背土侧对挡土墙节段进行培土，如图8所示；

S6、培土完成后，台架在行走模块的驱动下移动到下一挡土墙施工位置，按照S2～S5的步骤进行下一挡土墙的施工，依次进行，直至完成所有挡土墙的施工。

在本申请的一些实施例中，本实施例对行走模块进行了优化，具体的，如图1～2所示，本实施例的行走模块包括三组行走履带4和一组行走台车5，本实施例的迎土侧门架1和背土侧门架2分别具有两组支腿，三组行走履带4和一组行走台车5分别安装在四组支腿上。三组行走履带4分别设置于背土侧门架2的两组支腿下端和迎土侧门架1的一组支腿下端，行走台车5设置于迎土侧门架1的另一组支腿下端。行走履带4通过竖向可调的平衡油缸6连接于背土侧门架2和迎土侧门架1的下端，设置平衡油缸6的目的是可以对支撑架3进行调平处理，当台架移动到施工位置后，可以通过三组平衡油缸6对所处支腿的高度进行调节，确保最后支撑架3是水平的，使支撑架3上的挖土模块和吊装模块都是处于水平的，操作更加稳定和安全。

行走台车5上安装有支撑油缸7，支撑油缸7是在台架位置调节完成后支撑于地面对台架进行固定的竖向油缸。支撑油缸7的下端在台架位置调节完成后是直接支撑在地面上的，支撑油缸7可以将整个台架固定在施工位置处，支撑油缸7使台架更加稳定，待该处施工位置的挡土墙施工完成后，需要移动台架时，回收支撑油缸7，使支撑油缸7脱离地面，将台架的重量重新转移到行走台车5和行走履带4上，即可对台架进行驱动。

在本申请的进一步实施中，本实施例对上述的行走履带4和行走台车5结构进行了优化，具体的，如图1所示，迎土侧门架1下端的行走履带4和行走台车5处于迎土侧门架1远离挡土模块的内侧。这样布置迎土侧门架1下端的行走履带4和行走台车5是为了避免与挡土模块产生干涉，迎土侧门架1下端的行走履带4和行走台车5处于挡土模块的背土侧，处于挡土模块的遮挡范围内，避免滚落的土石对上述设备造成损伤。

在本申请的另外一些实施例中，本实施例对上述的挡土模块进行了优化，具体的，如图1～2所示，挡土模块包括设置于迎土侧门架1迎土一侧的挡板8，挡板8的下端与迎土侧门架1下端齐平，上端与支撑架3之间留有挖土模块通过的间隙。

实际上挡板8包括下方的底部挡板和上方的顶部挡板，底部挡板处于迎土侧门架1下端的行走履带4和行走台车5的迎土侧，用于对迎土侧门架1下端的行走履带4和行走台车5进行遮挡和保护，顶部挡板处于迎土侧门架1的两组支腿之间，用于防止空中的土石进入到台架内侧。

在本申请的一些实施例中，本实施例对上述的支撑架3结构进行了优化，具体的，如图1和3所示，支撑架3包括位于迎土侧门架1和背土侧门架2之间的门架部分以及处于门架部分横向端部并向迎土侧延伸超出迎土侧门架1的悬挑部分，门架部分和悬挑部分上设置有沿横向布置的横向轨道。

门架部分是处于迎土侧门架1和背土侧门架2之间，方便吊装模块对台座节段和挡土墙节段的搬运吊装，以及挖土模块对挡土墙的培土操作。悬挑部分是超出挡板8的部分，方便挖土模块进入到挡板8的迎土侧在迎土侧进行取土。

在本申请的另一些实施例中，本实施例对上述的吊装模块进行了优化，具体的，如图1和3所示，吊装模块包括可横向移动的滑动连接于横向轨道上用于吊装台座节段和挡土墙节段的第一起重小车9，第一起重小车9是能够进行纵向移动、绕竖向轴线转动以及对吊装物体进行偏转角度调节的吊装设备。

实际应用时，可以在横向轨道上布设第一纵向轨道，第一起重小车9可以在第一纵向轨道沿纵向移动，第一纵向轨道可以在横向轨道上沿横向移动，通过第一纵向轨道和横向轨道可以实现第一起重小车9的横向和纵向移动，第一起重小车9可以进行绕竖向轴线转动以及对吊装物体进行偏转角度调节，以此来对吊装的台座节段和挡土墙节段进行精确的位置调节。

在本申请的另一些实施中，本实施例对上述的挖土模块进行了优化，具体的，如图1～3所示，挖土模块包括可横向移动的滑动连接于横向轨道上的第二起重小车10，第二起重小车10下端连接有挖斗，第二起重小车10是能够进行纵向移动的吊装设备。

同理，可以在横向轨道上设置对应第二起重小车的第二纵向轨道，第二纵向轨道可以在横向轨道上横向移动，第二起重小车10可以在第二纵向轨道上纵向移动，第二起重小车10下端的挖斗可以进行取土和培土处理，也即，本实施例的挖斗可以在纵向和横向位置上进行移动，可方便的通过悬挑部分上的横向轨道进入到挡板8的迎土侧进行取土，然后通过横向轨道进入到挡板8的背土侧进行培土。

在本申请的一些实施例中，本实施例对上述的注浆模块进行了优化，具体的，如图1和7所示，注浆模块包括注浆漏斗11和注浆管12，支撑架3与迎土侧门架1之间设置有斜撑，注浆漏斗11安装在斜撑和迎土侧门架1之间，注浆管12的上端连接于注浆漏斗11的下端，注浆管12的下端伸入到挡土墙底部的注浆孔内。

实际施工时，待施工位置的挡土墙节段施工完成后，将注浆管12的下端插入到挡土墙节段底部的注浆孔内，向挡土墙节段下方注浆形成注浆层。

挡土墙实际施工时：通过运输设备将施工装置的各个模块运输到挡土墙施工处，在施工处组装施工装置，然后利用三组行走履带4和一组行走台车5移动台架到挡土墙施工位置，待台架处于所需的施工位置时，支撑油缸7伸展，支撑在地面上，使行走台车5悬空，三组平衡油缸6对支撑架3进行调平处理；

运输设备将预制厂预制好的台座节段和挡土墙节段运输至台架内侧，第一起重小车9对台座节段进行吊装，并将其运输到挡土墙的施工位置处进行安装，每组挡土墙节段对应两组台座节段，两组台座节段沿横向间隔布置，然后利用锚杆将两组台座节段固定在施工位置的地面上，第一起重小车9吊装挡土墙节段至安装完成的两组台座节段上，挡土墙节段的底部设置有对应台座节段的卡槽，将卡槽与台座节段进行对应，使挡土墙节段底部下端面的卡槽与台座节段卡接，完成该节段挡土墙的施工；

将注浆管12的下端插入到挡土墙节段底部的注浆孔内，向挡土墙节段底部，即挡土墙节段底部、两组台座节段之间的位置进行注浆，对挡土墙节段底部进行填充，直至形成注浆层；

待注浆层稳定后，第二起重小车10搬运挖斗至挡板8的迎土侧进行取土，然后移动到挡板8的背土侧，对挡土墙节段底部进行培土处理，完成该节段挡土墙的施工；

然后支撑油缸7回缩，行走台车5重新支撑在地面上，在三组行走履带4和一组行走台车5的协同作用下，台架移动到下一挡土墙节段的施工位置，依次进行，直至所有的挡土墙节段完成施工。

如图1所示，本申请的横向指图1中的左右方向，纵向指图1中垂直纸面的方向，竖向指图1中的上下方向。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。