一种摊铺式可回收土钉墙支护系统的制作方法

本实用新型涉及一种土钉墙支护系统，具体为一种摊铺式可回收土钉墙支护系统，属于基础工程施工技术领域。

背景技术：

土钉墙在我国应用已有三十年历史，实用新型初期，因施工方便、经济性好被广泛推广，促进了岩土工程特别是房建基坑施工的技术进步。近年来，环境保护越来越被重视，传统土钉墙施工工艺，尤其是喷射混凝土面层，严重污染环境，不符合环保要求。同时喷射面层、注浆和筋材的使用导致水泥、砂石、钢铁等建筑材料大量消耗，不符合绿色节能要求。土钉不回收，永久性埋置于土体中，人为形成地下障碍物，不利于未来临近建(构)筑物施工，不符合可持续发展要求。

近几年，人们开始寻求绿色环保的替代工艺和产品，各种装配式土钉墙、可回收土钉墙不断被实用新型创造。

主要归为几种：

(1)对面板进行更新，有采用各种块状可装配式回收面板：如中国航天建设集团有限公司实用新型的“钢板结构以及装配式土钉墙”；大连理工大学的“一种装配式框架梁锚索支护结构及其施工方法”等等，他们有个共同的缺点就是装配块比较笨重、施工拆除困难，效率低、成本高。

(2)对面板的更新，有采用柔性面板：如北京瑞腾基础工程技术有限公司的“一种预应力土钉柔性网防护结构”，青岛瑞源工程集团有限公司的“一种具有复合材料作面层的土钉墙护坡结”等，他们共同的缺点在于，未形成全体系的支护系统，受力性能差，只能在坡度较缓、基本能自稳时使用。

(3)对于土钉的改进，有采用非金属材料，做到不形成地下障碍物，如中国新兴建设开发总公司的“全螺纹纤维树脂杆体土钉墙”，其缺点在于造价高，施工难度大，且仍将材料埋置在地下，造成资源浪费。

(4)对土钉的改进，也有采用回收土钉的，如张继红的“一种可回收的摩擦型锚杆的施工方法”，郑州大学的“一种可回收土钉钢筋结构”，实现了理论上的可回收土钉，其缺点是，现场在地下结构建成后、基坑回填时才允许回收，但此时基坑肥槽宽度只有1m左右，6～12m长的土钉无法回收出来，且人工回收速度慢、费用高、危险性大。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种摊铺式可回收土钉墙支护系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种摊铺式可回收土钉墙支护系统，包括坡面移动作业台车、步履车、可回收面板、面板锁定装置、卡扣式可回收土钉和预应力土钉快锁快卸液压工具；所述坡面移动作业台车通过步履车上卷扬通过钢丝绳连接进行沿坡面上下移动，通过步进机构可以与步履车同步前后移动，所述可回收面板通过面板锁定装置和卡扣式可回收土钉进行固定，所述卡扣式可回收土钉通过预应力土钉快锁快卸液压工具进行安装或拆卸；

所述坡面移动作业台车由车架、转向机构、滚轮、面板卷筒、步进推进机构、压地油缸、支腿、二节臂、一节臂、基本臂、一节臂油缸和二节臂油缸构成，所述转向机构设置在车架的上方，所述车架的前端中部以及尾端两侧分别设置有滚轮，且所述滚轮通过连接架与转向机构进行连接，所述车架的下方连接有面板卷筒，所述步进推进机构呈倾斜状焊接固定在车架上，所述支腿通过转轴转动连接在二节臂的尾端，所述一节臂通过与一节臂油缸连接可以在基本臂内伸缩移动，所述二节臂通过与二节臂油缸连接可以在一节臂内伸缩移动，所述基本臂通过支撑托与车架铰接，所述基本臂头部通过压地油缸与车架铰接；

所述步履车由底座、操作台、绳索收放器、操作杆、步履机构和牵引杆构成，所述操作台通过底端设置的步履机构安装在底座上，且所述步履机构安放在底座上开设的滑轨槽内，所述操作台两侧连接有位于底座中间位置的牵引杆，所述绳索收放器固定在操作台的槽口处，所述操作杆安装在操作台的外侧；

所述面板锁定装置由支护面板、钢丝绳、斜向钢筋、钢梁、卡扣和固定环构成，所述钢丝绳呈矩形连接构成钢丝绳网状结构设置在构成可回收面板的支护面板上表面，所述斜向钢筋呈150mm菱形连接构成钢丝绳网状结构设置在构成可回收面板的支护面板上表面，所述钢丝绳与斜向钢筋所构成的钢丝绳网组成支护面板的支护网，且由钢梁进行压紧，所述卡扣和固定环构成支护网的固定组件，所述卡扣卡放在钢梁上，且所述卡扣连接在固定环的一侧；

所述卡扣式可回收土钉由土钉、卡头、钢接头、pvc套管、钻头、钻杆和出浆孔构成，所述土钉的前端通过焊接固定的卡头插入钻头的内卡槽，所述pvc套管套在土钉上，且所述pvc套管通过前端设置的钢接头与钻头螺纹连接，形成可拆卸土钉组合，所述钻杆套设在土钉和pvc套管外侧，且所述钻杆前端开设的卡扣卡入钻头的卡槽，所述钻杆的杆身上开设有出浆孔；

所述预应力土钉快锁快卸液压工具由压实板、两片式锚环、两锁片、卸扣器、前端弹簧、缸杆、缸筒、三锁片锚环、三锁片、尾端弹簧和弹簧座构成，所述压实板套在土钉上，所述压实板上板面焊接有两片式锚环，且所述两片式锚环内插有两锁片，所述卸扣器套设在两片式锚环上端，所述卸扣器与两锁片之间的土钉上套有前端弹簧，所述缸杆的一端与卸扣器焊接在一起，所述缸杆的另一端与缸筒焊接固定在一起，所述缸筒的上端设置有三锁片锚环，且所述三锁片锚环内安装有三锁片，所述弹簧座套设在土钉的尾端，且所述弹簧座与三锁片之间的土钉上套有尾端弹簧。

作为本实用新型进一步的方案：所述面板锁定装置上的钢梁以间距1.5米加压锁定在支护面板上。

作为本实用新型进一步的方案：所述支护面板与土钉均可回收再利用。

作为本实用新型进一步的方案：所述卡扣式可回收土钉分别锁定在钢丝绳网的固定节点处。

作为本实用新型进一步的方案：所述可回收面板为柔性面板。

作为本实用新型进一步的方案：所述步履车通过绳索收放器上缠绕的绳索牵引坡面移动作业台车上下移动，且坡面移动作业台车的面板卷筒上安装有呈卷状的支护面板。

本实用新型的有益效果是：该摊铺式可回收土钉墙支护系统设计合理：

1、可回收面板为柔性面板，在拉紧钢丝绳作用下顺坡面压实后能紧贴土面，解决了装配式刚性面板与土坡面常有间隙易引起局部流沙层流现象；

2、带固定节点的钢丝绳网在坡面低处预压锁定在土钉上，使纵横钢丝绳向背土面相互拉紧，且钢丝绳拉紧后具备较强径向刚性，使坡面滑移区形成一个类同于山体护坡中方格水泥梁支护作用；

3、通过坡面移动作业台车和步履车进行作业，对面板摊铺锁定和拆卸收卷实现机械化作业，有利于减少人工费用和大大加快施工进度；

4、面板和土钉都能实现回收再利用，大大减少了支护工程的一次性消耗成本，实现低碳低能耗施工；

5、钢梁间距1.5米加压锁定在面板的土钉上，增加了整个破面的抗滑移能力，即使个别土钉失效，也不会影响整体稳定性；

6、面板能卷能铺，使摊铺施工和收卷回收工序极为方便快速，而且面板的储存和运输也大为便利，大大提高整个施工进度。

附图说明

图1为本实用新型摊铺设备总成示意图；

图2为本实用新型坡面移动作业台车结构示意图；

图3为本实用新型坡面移动作业台车的移动机构示意图；

图4为本实用新型步履车结构示意图；

图5为本实用新型面板锁定装置结构示意图；

图6为本实用新型卡扣式可回收土钉结构示意图；

图7为本实用新型预应力土钉快锁快卸液压工具结构示意图。

图中：1-1、车架，1-2、转向机构，1-3、滚轮，1-4、面板卷筒，1-5、步进推进机构，1-6、压地油缸，1-7、支腿，1-8、二节臂，1-9、一节臂，1-10、基本臂，1-11、一节臂油缸，1-12、二节臂油缸，2-1、底座，2-2、操作台，2-3、绳索收放器，2-4、操作杆，2-5、步履机构，2-6、牵引杆，3、支护面板，4-1、钢丝绳，4-2、竖向钢筋，4-3、钢梁，4-4、卡扣，4-5、固定环，5-1、土钉，5-2、卡头，5-3、钢接头，5-4、pvc套管，5-5、钻头，5-6、钻杆，5-7、出浆孔，6-1、压实板，6-2、两片式锚环，6-3、两锁片，6-4、卸扣器，6-5、前端弹簧，6-6、缸杆，6-7、缸筒，6-8、三锁片锚环，6-9、三锁片，6-10、尾端弹簧和6-11、弹簧座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～7，一种摊铺式可回收土钉墙支护系统，包括坡面移动作业台车、步履车、可回收面板、面板锁定装置、卡扣式可回收土钉和预应力土钉快锁快卸液压工具；所述坡面移动作业台车通过步履车上卷扬通过钢丝绳连接进行沿坡面上下移动，通过步进机构可以与步履车同步前后移动，所述可回收面板通过面板锁定装置和卡扣式可回收土钉进行固定，所述卡扣式可回收土钉通过预应力土钉快锁快卸液压工具进行安装或拆卸；

所述坡面移动作业台车由车架1-1、转向机构1-2、滚轮1-3、面板卷筒1-4、步进推进机构1-5、压地油缸1-6、支腿1-7、二节臂1-8、一节臂1-9、基本臂1-10、一节臂油缸1-11和二节臂油缸1-12构成，所述转向机构1-2设置在车架1-1的上方，所述车架1-1的前端中部以及尾端两侧分别设置有滚轮1-3，且所述滚轮1-3通过连接架与转向机构1-2进行连接，所述车架1-1的下方连接有面板卷筒1-4，所述步进推进机构1-5呈倾斜状焊接固定在车架1-1上，所述支腿1-7通过转轴转动连接在二节臂1-8的尾端，所述一节臂1-9通过与一节臂油缸1-11连接可以在基本臂1-10内伸缩移动，所述二节臂1-8通过与二节臂油缸1-12连接可以在一节臂油缸1-11内伸缩移动，所述基本臂1-10通过支撑托1-13与车架1-1铰接，所述基本臂1-10头部通过压地油缸1-6与车架1-1铰接；

所述步履车由底座2-1、操作台2-2、绳索收放器2-3、操作杆2-4、步履机构2-5和牵引杆2-6构成，所述操作台2-2通过底端设置的步履机构2-5安装在底座2-1上，且所述步履机构2-5安放在底座2-1上开设的滑轨槽内，所述操作台2-2两侧连接有位于底座2-1中间位置的牵引杆2-6，所述绳索收放器2-3固定在操作台2-2的槽口处，所述操作杆2-4安装在操作台2-2的外侧；

所述面板锁定装置由支护面板3、钢丝绳4-1、斜向钢筋4-2、钢梁4-3、卡扣4-4和固定环4-5构成，所述钢丝绳4-1呈矩形连接构成钢丝绳网状结构设置在构成可回收面板的支护面板3上表面，所述斜向钢筋4-2呈150mm菱形连接构成钢丝绳网状结构设置在构成可回收面板的支护面板3上表面，所述钢丝绳4-1与斜向钢筋4-2所构成的钢丝绳网组成支护面板3的支护网，且由钢梁4-3进行压紧，所述卡扣4-4和固定环4-5构成支护网的固定组件，所述卡扣4-4卡放在钢梁4-3上，且所述卡扣4-4连接在固定环4-5的一侧；

所述卡扣式可回收土钉由土钉5-1、卡头5-2、钢接头5-3、pvc套管5-4、钻头5-5、钻杆5-6和出浆孔5-7构成，所述土钉5-1的前端通过焊接固定的卡头5-2插入钻头5-5的内卡槽，所述pvc套管5-4套在土钉5-1上，且所述pvc套管5-4通过前端设置的钢接头5-3与钻头5-5螺纹连接，形成可拆卸土钉组合，所述钻杆5-6套设在土钉5-1和pvc套管5-4外侧，且所述钻杆5-6前端开设的卡扣卡入钻头5-5的卡槽，所述钻杆5-6的杆身上开设有出浆孔5-7；

所述预应力土钉快锁快卸液压工具由压实板6-1、两片式锚环6-2、两锁片6-3、卸扣器6-4、前端弹簧6-5、缸杆6-6、缸筒6-7、三锁片锚环6-8、三锁片6-9、尾端弹簧6-10和弹簧座6-11构成，所述压实板6-1套在土钉5-1上，所述压实板6-1上板面焊接有两片式锚环6-2，且所述两片式锚环6-2内插有两锁片6-3，所述卸扣器6-4套设在两片式锚环6-2上端，所述卸扣器6-4与两锁片6-3之间的土钉5-1上套有前端弹簧6-5，所述缸杆6-6的一端与卸扣器6-4焊接在一起，所述缸杆6-6的另一端与缸筒6-7焊接固定在一起，所述缸筒6-7的上端设置有三锁片锚环6-8，且所述三锁片锚环6-8内安装有三锁片6-9，所述弹簧座6-11套设在土钉5-1的尾端，且所述弹簧座6-11与三锁片6-9之间的土钉5-1上套有尾端弹簧6-10。

进一步的，在本实用新型实施例中，所述面板锁定装置上的钢梁4-3以间距1.5米加压锁定在支护面板3上，增加了整个破面的抗滑移能力，即使个别土钉失效，也不会影响整体稳定性。

进一步的，在本实用新型实施例中，所述支护面板3与土钉5-1均可回收再利用，大大减少了支护工程的一次性消耗成本，实现低碳低能耗施工。

进一步的，在本实用新型实施例中，所述卡扣式可回收土钉分别锁定在钢丝绳网的固定节点处，使纵横钢丝绳向背土面相互拉紧，且钢丝绳拉紧后具备较强径向刚性，使坡面滑移区形成一个类同于山体护坡中方格水泥梁支护作用。

进一步的，在本实用新型实施例中，所述可回收面板为柔性面板，在拉紧钢丝绳作用下顺坡面压实后能紧贴土面，解决了装配式刚性面板与土坡面常有间隙易引起局部流沙层流现象，且使摊铺施工和收卷回收工序极为方便快速，而且面板的储存和运输也大为便利，大大提高整个施工进度。

进一步的，在本实用新型实施例中，所述步履车通过绳索收放器2-3上缠绕的绳索牵引坡面移动作业台车上下移动，且坡面移动作业台车的面板卷筒1-4上安装有呈卷状的支护面板3，使面板摊铺锁定和拆卸收卷实现机械化作业，有利于减少人工费用和大大加快施工进度。

工作原理：在使用该摊铺式可回收土钉墙支护系统时，将步履车安放在坡面的顶端，并通过绳索收放器2-3上缠绕的绳索连接坡面移动作业台车，坡面移动作业台车通过绳索收放器2-3上缠绕的绳索牵引做上下移动，且坡面移动作业台车的滚轮1-3通过步进推进机构1-5沿后轮轴做左右移动，此时坡面移动作业台车面板卷筒1-4上安装的呈卷状支护面板3随着作业车的移动在坡面铺开，然后面板锁定装置的钢丝绳4-1以及斜向钢筋4-2所构成的钢丝绳网设置在支护面板3上表面，并利用卡扣式可回收土钉分别锁定在钢丝绳网的固定节点处，使纵横钢丝绳向背土面相互拉紧，且钢丝绳拉紧后具备较强径向刚性，使坡面滑移区形成一个类同于山体护坡中方格水泥梁支护作用，且面板锁定装置上的钢梁4-3以间距1.5米加压锁定在支护面板3上，增加了整个破面的抗滑移能力，即使个别土钉失效，也不会影响整体稳定性；

在安装卡扣式可回收土钉时，将钻杆5-6卡扣卡入钻头5-5的卡槽并同时带着土钉组合顺时针钻进至设计深度后，反转钻杆5-6退出卡槽，边外抽钻杆5-6边注入砂浆，沙浆通过钻杆5-6底部的出浆孔5-7注入到孔内并包裹pvc套管5-4和钻头5-5，形成孔内砂浆锚固柱体，完成可拆卸土钉钻插注一体化施工，拆卸土钉时拆除孔口土钉锁片，反转土钉一定角度使土钉的卡头5-2退出钻头卡槽，即可抽出土钉；

在使用预应力土钉快锁快卸液压工具锁定土钉时，将压实板6-1套入土钉头，插入两锁片6-3，将带卸扣器6-4一头的液压工具插入土钉头，旋转液压开关至伸出位置，液压缸在伸出同时锁定三片式锚环6-8与土钉5-1，同时压紧压实板6-1至设计拉力，旋转液压开关至缩回位置，液压缸缩回至设定位置，三片式锁片自动解锁，抽出工具，土钉锁定结束，解锁土钉时，插入工具，伸出油缸，三片式锚环6-8锁定土钉并拉伸土钉，带出两片式锁片，在利用卸扣器6-4移除锁片，在缩回油缸，解锁两片式锚环6-2，抽出工具和压实板6-1。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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