本发明涉及建造工程领域，特别是涉及一种用于城市管囊建造的移动式支护护盾及其限位铰。
背景技术：
管囊是指在地下用于集中敷设电力、通信、广电、给排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。
目前，在管囊的建造施工中，基本采用在管囊坑道两侧浇筑护壁桩进行临时支护，在护壁桩的保护下，开挖中间的土体，形成结构物预制拼装或现浇的作业空间，进行城市管囊结构物的浇注施工。按照间距3米，平均深度12米计算，每公里需要7200米护壁桩，按照每米1600元每米计算，每公里城市管囊结构物需要投入临时支护工程费用达到1200万。
高昂的临时支护工程费用，拉高了管囊建造工程的建设投资，并且采用全面开挖的施工组织方式，会切断城市道路交通，因此在施工期间必须进行交通疏解与分流，严重干扰了居民的出行和正常生活，造成城市道路交通混乱。而且在管囊建造完工后，残留在地下的护壁桩为以后的城市地下空间再次开发利用留下后患。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于城市管囊建造的移动式支护护盾及其限位铰，能够在无需浇筑护壁桩的条件下形成管囊坑道的支护。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于城市管囊建造的移动式支护护盾，所述移动式支护护盾包括多个依次设置的护盾单元和限位铰，所述护盾单元包括设置在管囊坑道两侧壁的护盾壁以及设于护盾壁外立面的护板，所述相邻两个护盾单元能够沿管囊坑道的掘进方向相互相对移动，且所述相邻两个护盾单元的护板相互交错搭接，所述限位铰设于相邻两个护盾单元的护盾壁之间，所述限位铰包括第一连接组件、第一铰接板、第二连接组件和第二铰接板，所述第一连接组件固定连接一个护盾单元的护盾壁，所述第二连接组件固定连接另一个护盾单元的护盾壁，所述第一铰接板和第二铰接板设于第一连接组件和第二连接组件之间，并且所述第一铰接板的一端与所述第一连接组件铰接，所述第一铰接板的另一端与所述第二铰接板的一端铰接，所述第二铰接板的另一端与所述第二连接组件铰接。
作为优选地，所述第一连接组件包括第一连接板和第一限位板，所述第二连接组件包括第二连接板和第二限位板，所述第一连接板固定在所述第一限位板的一端面，所述第一限位板的另一端面与所述第一铰接板铰接，所述第二连接板固定在所述第二限位板的一端面，所述第二限位板的另一端面与所述第二铰接板铰接，所述第一连接板和第二连接板分别与对应的护盾壁固定连接。
作为优选地，所述护盾壁上具有垂直于掘进方向的矩管，所述第一连接板远离所述第一限位板的一面垂直连接有第一辅助连接板，所述第二连接板远离所述第二限位板的一面垂直连接有第二辅助连接板，所述第一连接板、第一辅助连接板、第二连接板、第二辅助连接板均与矩管焊接，所述第一连接板与所述第一限位板通过螺栓固定连接，所述第二连接板与所述第二限位板通过螺栓固定连接。
作为优选地，所述第一辅助连接板和第二辅助连接板均为两块，所述两块第一辅助连接板相互平行，所述两块第二辅助连接板相互平行。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种前述移动式支护护盾的限位铰，所述限位铰包括第一连接组件、第一铰接板、第二连接组件和第二铰接板，所述第一铰接板和第二铰接板设于第一连接组件和第二连接组件之间，并且所述第一铰接板的一端与所述第一连接组件铰接，所述第一铰接板的另一端与所述第二铰接板的一端铰接，所述第二铰接板的另一端与所述第二连接组件铰接，所述第一连接组件和第二连接组件用于分别与相邻两个护盾单元的护盾壁固定连接，以防止所述护盾单元产生垂直于所述掘进方向的偏移。
作为优选地，所述第一连接组件包括第一连接板和第一限位板，所述第二连接组件包括第二连接板和第二限位板，所述第一连接板固定在所述第一限位板的一端面，所述第一限位板的另一端面与所述第一铰接板铰接，所述第二连接板固定在所述第二限位板的一端面，所述第二限位板的另一端面与所述第二铰接板铰接，所述第一连接板和第二连接板分别与对应的护盾壁固定连接。
作为优选地，所述第一连接板远离所述第一限位板的一面垂直连接有第一辅助连接板，所述第二连接板远离所述第二限位板的一面垂直连接有第二辅助连接板，所述第一连接板、第一辅助连接板、第二连接板、第二辅助连接板均与护盾壁焊接，所述第一连接板与所述第一限位板通过螺栓固定连接，所述第二连接板与所述第二限位板通过螺栓固定连接。
作为优选地，所述第一辅助连接板和第二辅助连接板均为两块，所述两块第一辅助连接板相互平行，所述两块第二辅助连接板相互平行。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明具有多个依次设置的护盾单元，相邻两个护盾单元包括护盾壁设于护盾壁外立面的护板，相邻两个护盾单元的护板相互交错搭接，相邻两个护盾单元的护盾壁之间安装限位铰，当相邻两个护盾单元能够沿管囊坑道的掘进方向相互相对移动时，护板能够防止坑道侧壁的泥土掉落至护盾壁内，而限位铰可以防止相邻两个护盾单元的护盾壁产生垂直于移动方向的偏移，可以起到保护护板的作用，通过这种方式，从而能够在无需浇筑护壁桩的条件下形成管囊坑道的支护，具有建造投资低、工期短、城市道路交通影响小等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的用于城市管囊建造的移动式支护护盾的主视结构示意图；
图2是图1所示的移动式支护护盾的两个护盾单元相对远离后的主视结构示意图；
图3是图1所示的移动式支护护盾的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例的用于城市管囊建造的移动式支护护盾的限位铰的结构示意图。
图中标号：1、护盾单元；2、限位铰；11、护盾壁；12、护板；21、第一连接组件；22第一铰接板；23、第二连接组件；24、第二铰接板；211、第一连接板；212、第一限位板；231、第二连接板；232、第二限位板；213、第一辅助连接板；233、第二辅助连接板。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
参阅图1至图4，本发明实施例的用于城市管囊建造的移动式支护护盾包括多个依次设置的护盾单元1和限位铰2，护盾单元1包括设置在管囊坑道两侧壁的护盾壁11以及设于护盾壁11外立面的护板12，相邻两个护盾单元1能够沿管囊坑道的掘进方向相互相对移动，且相邻两个护盾单元1的护板12相互交错搭接，限位铰2设于相邻两个护盾单元1的护盾壁11之间，限位铰2包括第一连接组件21、第一铰接板22、第二连接组件23和第二铰接板24，第一连接组件21固定连接一个护盾单元1的护盾壁11，第二连接组件23固定连接另一个护盾单元1的护盾壁11，第一铰接板22和第二铰接板24设于第一连接组件21和第二连接组件23之间，并且第一铰接板22的一端与第一连接组件21铰接，第一铰接板22的另一端与第二铰接板24的一端铰接，第二铰接板24的另一端与第二连接组件23铰接。在本实施例中，护盾单元1的移动方向如图3中的箭头方向。
本实施例的移动式支护护盾在管囊建造施工时，多个依次设置的护盾单元1放置在管囊坑道中，由于在放置护盾单元1的初始阶段，管囊坑道没有支护防护，因此可以先开挖一节土体，将一个护盾单元1放入后形成支护后，再向前开挖一节土体，然后将下一个护盾单元1。如此，按照该流程，最终放入多个护盾单元1进行支护，护盾单元1的数量例如为三个。
多个护盾单元1形成支护后，在第三个护盾单元1所形成支护空间内完成管囊结构物的现浇或拼装作业。管囊结构物作业完工后，将第一个护盾单元1前面的预定长度的断面土体挖空后，第一个护盾单元1向前移动，移动的距离需要保证第一个护盾单元1的护板12与第二个护盾单元1的护板12始终相互交错搭接。接着第二个护盾单元1也向前移动，最后第三个护盾单元1在第二个护盾单元1移动后也向前移动。经过多次移动后，使得已经完工的管囊结构物裸露，再对已经完工的管囊结构物进行防水层施工及回填等作业，以便恢复城市道路。
由于护盾单元1所形成的支护空间内需要进行施工作业，护板12可以防止坑道侧壁的泥土掉落至支护空间内影响施工。由于护盾单元1的护盾主体20的质量大，通常为几十吨甚至上百吨，而坑道的侧壁并非绝对的水平面，相邻护盾单元1在移动过程中，可能会受到坑道侧壁的挤压而产生垂直于移动方向的偏移，从而造成护板12变形或断裂的情形发生，而通过在相邻两个护盾单元1之间设置限位铰2，限位铰2可以防止护盾壁11产生垂直于移动方向的偏移，又不会阻碍护盾单元1沿掘进方向的移动，如图1和图2所示，相邻两个护盾单元1的护盾壁11可以相互接近，又可以相互远离。
通过上述方式，本实施例的移动式支护护盾能够在无需浇筑护壁桩的条件下形成管囊坑道的支护，并且可以将支护、土体开挖、弃土运输、预制吊装(结构现浇)、防水层施工、回填等作业工序有机结合为一体，具有建造投资低、工期短、城市道路交通影响小等优点。
如图4所示，第一连接组件21包括第一连接板211和第一限位板212，第二连接组件23包括第二连接板231和第二限位板232，第一连接板211固定在第一限位板212的一端面，第一限位板212的另一端面与第一铰接板22铰接，第二连接板231固定在第二限位板232的一端面，第二限位板232的另一端面与第二铰接板24铰接，第一连接板211和第二连接板231分别与对应的护盾壁11固定连接。
在本实施例中，护盾壁11由横向和纵向的矩管(图未示)构成的骨架以及蒙在骨架两侧的钢板构成，第一连接板211远离第一限位板212的一面垂直连接有第一辅助连接板213，第二连接板231远离第二限位板232的一面垂直连接有第二辅助连接板233，第一连接板211、第一辅助连接板213、第二连接板231、第二辅助连接板233均与护盾壁11焊接，具体而言，第一连接板211和第二连接板231与横向的矩管焊接，第一辅助连接板213和第二辅助连接板233插在两侧的纵向矩管之间并与横向和纵向的矩管焊接。第一连接板211与第一限位板212通过螺栓固定连接，第二连接板231与第二限位板232通过螺栓固定连接。在一些场合，为了减轻护盾壁11的重量，因此护盾壁11可能会由多根矩管焊接成骨架，再在骨架内、外表面蒙上钢板形成护盾壁11，如果在矩管上打孔的话会降低其刚度，考虑到护盾单元1在移动时受到的推力或拉力很大，这样就会可能导致护盾壁11产生较大的变形。第一连接板211和第二连接板231与矩管焊接可以避免该情形发生，而且第一限位板212和第二限位板232与第一连接板211和第二连接板231通过螺栓固定连接，可以方便限位铰2的安装和拆卸。
第一辅助连接板213和第二辅助连接板233的数量可以根据实际需要设置，例如，第一辅助连接板213和第二辅助连接板233均为两块，两块第一辅助连接板213相互平行，两块第二辅助连接板233相互平行。
本发明还保护一种前述实施例的移动式支护护盾的限位铰，该限位铰如图3和图4所示，其包括第一连接组件21、第一铰接板22、第二连接组件23和第二铰接板24，第一铰接板22和第二铰接板24设于第一连接组件21和第二连接组件23之间，并且第一铰接板22的一端与第一连接组件21铰接，第一铰接板22的另一端与第二铰接板24的一端铰接，第二铰接板24的另一端与第二连接组件23铰接，第一连接组件21和第二连接组件23用于分别与相邻两个护盾单元1的护盾壁11固定连接，以防止护盾单元1产生垂直于掘进方向的偏移。
具体而言，第一连接组件21包括第一连接板211和第一限位板212，第二连接组件23包括第二连接板231和第二限位板232，第一连接板211固定在第一限位板212的一端面，第一限位板212的另一端面与第一铰接板22铰接，第二连接板231固定在第二限位板232的一端面，第二限位板232的另一端面与第二铰接板24铰接，第一连接板211和第二连接板231分别与对应的护盾壁11固定连接。
在本实施例中，第一连接板211远离第一限位板212的一面垂直连接有第一辅助连接板213，第二连接板231远离第二限位板232的一面垂直连接有第二辅助连接板233，第一连接板211、第一辅助连接板213、第二连接板231、第二辅助连接板233均与护盾壁11焊接，第一连接板211与第一限位板212通过螺栓固定连接，第二连接板231与第二限位板232通过螺栓固定连接。第一辅助连接板213和第二辅助连接板233的数量可以根据实际需要设置，例如，第一辅助连接板213和第二辅助连接板233均为两块，两块第一辅助连接板213相互平行，两块第二辅助连接板233相互平行。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。