1.本实用新型属于技术领域，具体涉及一种人工挖孔桩装配式折叠波纹钢护壁。
背景技术：
2.地铁车站暗挖法施工常用洞柱法，该法导洞内作业空间狭小不具备机械施工条件，故人工挖孔桩在洞柱法的边柱和中柱施工中得到了大量应用。作业环境恶劣的人工挖孔桩施工量不断增加，存在较大的安全隐患，容易造成施工事故。因此，工程上常采用在人工挖孔施工时，设置初始护壁结构以降低施工风险，并提供沉管空间以保证后续中柱与边柱的施工。先有专利技术有采用现浇混凝土护壁(cn 206173956u)，钢筋混凝土暗梁护壁(cn 203924072 u)与钢筋钢丝网护壁(cn 108824425 a)。上述方法虽然在一定程度上保证了施工安全性与沉管空间，但施工顺序多周期长，极大的限制了地铁车站施工；其次，钢筋绑扎与混凝土养护需要时间，当周围土体流变性较大时护壁结构将难以及时起效，从而产生安全隐患；再者，混凝土护壁强度受养护环境影响从而具有一定的不确定性；上述技术无法同时满足防水防渗、作业环境安全性、简化人工挖孔桩护壁施工流程的要求。
3.洞柱法地铁车站导洞人工挖孔桩工序转换多，施工周期长，严重制约地铁车站的施工进度。人工挖孔桩护壁施工常规方法为挖孔桩一节到位后，安装护壁钢筋和护壁弧形板，现场浇筑混凝土。由于护壁混凝土方量小，均采用现场自拌。浇筑完成后，需对混凝土护壁进行养护，达到一定强度后才能进行下一节孔桩开挖，因此施工效率低下，并且现浇拌制混凝土质量难以控制。此外受地下水影响，护壁混凝土强度和厚度难以保证，存在坍塌风险。
技术实现要素：
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种人工挖孔桩装配式折叠波纹钢护壁由转动波纹钢、接口波纹钢、铰接法兰、接口法兰、注浆填充层、成管法兰组成；
6.所述转动波纹钢为波纹状预制结构，通过两侧设置的铰接法兰分别于相邻的转动波纹钢和接口波纹钢进行铰接，通过上下面固定的成管法兰与上下两节波纹钢护壁进行连接固定；
7.所述接口波纹钢为波纹状预制结构，一侧通过铰接法兰与转动波纹钢进行铰接，另一侧通过接口法兰与另外一块接口波纹钢的接口法兰进行拼接，然后通过螺栓连接两个接口波纹钢的倾斜法兰，使得波纹钢护壁成环；
8.所述的接口法兰由倾斜法兰与螺栓组成，倾斜法兰分别与两块接口波纹钢成一定角度后焊接，其角度通过接口波纹钢与转动波纹钢的弧度确定，取值范围位于30
°
至60
°
之间，倾斜法兰通过螺栓进行固定连接；
9.所述的铰接法兰由转动轴心柱、防滑插销、转轴外套环、螺栓和外套滑动膛组成；转轴外套环与转动轴心柱通过法兰分别与周围两块波纹板焊接固定；铰接结构拼装时，首
先将铰接法兰处的转轴外套环置于外套滑动膛中，接着将转轴外套环下滑至转动轴心柱底部，从而实现两块波纹板间的铰接；防滑插销插入转动轴心柱上端部，从而避免转轴外套环与转动轴心柱脱离；当每节装配式波纹钢护壁折叠沉入人工挖孔桩并成环固定后，通过螺栓固定铰接法兰，从而增强环向约束力，防止铰接法兰受剪破坏。
10.所述成管法兰由法兰盘、螺栓组成，法兰盘与接口波纹钢与转动波纹钢焊接；用于连接上下两节装配式波纹钢护壁；当下节装配式波纹钢护壁接口法兰与铰接法栏固定后，通过螺栓固定上下两节装配式折叠波纹钢护壁；
11.所述的上下两节装配式折叠波纹钢护壁通过成管法兰固定时，下节装配式折叠波纹钢护壁应先旋转一定角度，保证上下两节的铰接法兰与接口法兰轴心线不重合，从而提高成管后装配式折叠波纹钢护壁铰接法兰与成管法兰处抗剪能力；
12.所述注浆充填层为速凝防水沙浆，通过转动波纹钢上部注浆孔进行注浆，充分与装配式波纹钢护壁及围岩接触；注浆充填层具有让压变形、抗震缓冲、均匀传递围岩荷载的作用，有利于围岩结构的稳定，防止坍塌；此外注浆充填层凝结硬化后还具有防水防渗的作用。
13.所述注浆充填层采用现浇混凝土、高分子塑性材料或其他充填材料代替；所述转动波纹钢与接口波纹钢使用螺旋波纹钢结构或普通环形钢代替；所述铰接法兰设置成单个或多个成对的铰接转动轴心柱与转轴外套环代替；所述的接口法兰4采用焊接代替；所述的装配式折叠波纹钢护壁使用4块以上的波纹钢实现折叠；所述的接口法兰中的倾斜法兰采用垂直于波面的法兰代替。
14.一种人工挖孔桩装配式折叠波纹钢护壁的施工方案，步骤如下:
15.1、拼接装配式折叠波纹钢护壁，将铰接法兰处的转轴外套环置于外套滑动膛中，接着将转轴外套环下滑至转动轴心柱底部，插入防滑插销插入转动轴心柱上端部；
16.2、按照设计的挖孔桩直径大小进行开挖，开挖深度略大于于一节装配式螺旋波纹钢护壁的高度；
17.3、进行装配式波纹钢护壁(a)的折叠，首先将接口波纹钢按照图 8中的(b)状态向圆环内部旋转，接着旋转转动波纹钢1至图8中的 (c)状态并沉入人工挖孔桩至图8中的(e)状态；撑开转动波纹钢至(f)状态，将一块接口波纹钢完全旋转回原位，然后将另外一块接口波纹钢旋转至与旁边接口波纹钢接触，通过倾斜法兰与接口波纹钢形成的夹角，使得两块接口波纹钢在折叠下沉的(g)过程中无几何碰撞，滑动至最终成环状态(h)；
18.所述的装配式折叠波纹钢护壁折叠下沉方法(d)中旋转下节折叠波纹钢一定角度，实现(g)中上下两节装配式螺旋波纹钢护壁的铰接法兰与接口法兰的错位拼接；
19.4、使用螺栓c插入上下两节装配式折叠波纹钢护壁成管法兰中的 7-1法兰盘上，固定成波纹钢管护壁结构；
20.5、使用速凝防水沙浆，通过转动波纹钢1上端的注浆孔进行注浆；
21.6、重复上述步骤至装配式波纹钢护壁达到预期深度。
22.本实用新型的有益效果和优点如下：
23.1)装配式折叠波纹钢护壁的铰接法兰实现了环状波纹钢护壁的收缩下沉，开创了波纹钢护壁在洞柱法地铁车站导洞人工挖孔桩的应用；
24.2)装配式折叠波纹钢护壁与现浇钢筋混凝土护壁相比，不需要进行护壁结构的养
护，且护壁强度不会受到围岩渗水等环境因素的影响；
25.3)装配式折叠波纹钢护壁安装后即刻起效，防护真空期短，可以有效防止围岩坍塌，提升人工作业安全性；
26.4)装配式折叠波纹钢护壁采用折叠下沉的施工方式，极大的缩短了施工周期，提升了施工效率；
27.5)装配式折叠波纹钢护壁的接口法兰与铰接法兰使用螺栓进行固定，增强了环状波纹钢护壁的环向约束力与强度；
28.6)装配式折叠波纹钢护壁可以作为中柱与边柱外部钢管使用，从而简化中柱边柱施工流程，节约材料，降低施工成本。此外，波纹钢管对内部钢筋混凝土结构约束作用较强，提升了中柱、边柱抗弯等工作性能。
附图说明
29.图1为装配式折叠波纹钢护壁结构示意图；
30.图2为装配式折叠波纹钢护壁的波纹钢管示意图；
31.图3为成管法兰示意图；
32.图4为接口法兰处细部构造图；
33.图5为铰接法兰处细部构造图；
34.图6为转轴外套环处细部构造图；
35.图7为转动轴心柱处细部构造图；
36.图8为装配式折叠波纹钢的折叠下沉示意图。
37.图中：1转动波纹钢、2接口波纹钢、3铰接法兰、4接口法兰、5 注浆填充层、6围岩、7成管法兰、8注浆孔、3-1转动轴心柱、3-2防滑插销、3-3转轴外套环、3-4螺栓a、3-5外套滑动膛、4-1倾斜法兰、 4-2螺栓b、7-1法兰盘、7-2螺栓c。
具体实施方式
38.如图1-8所示，一种人工挖孔桩装配式折叠波纹钢护壁由转动波纹钢1、接口波纹钢2、铰接法兰3、接口法兰4、注浆填充层5、成管法兰7组成；
39.所述转动波纹钢1为波纹状预制结构，通过两侧设置的铰接法兰3 分别于相邻的转动波纹钢1和接口波纹钢2进行铰接，通过上下面固定的成管法兰7与上下两节波纹钢护壁进行连接固定；
40.所述接口波纹钢2为波纹状预制结构，一侧通过铰接法兰3与转动波纹钢1进行铰接，另一侧通过接口法兰4与另外一块接口波纹钢2的接口法兰4进行拼接，然后通过螺栓4-2连接两个接口波纹钢2的倾斜法兰4-1，使得波纹钢护壁成环；
41.所述的接口法兰4由倾斜法兰4-1与螺栓b4-2组成，倾斜法兰4-1 分别与两块接口波纹钢2成一定角度后焊接，其角度通过接口波纹钢2 与转动波纹钢1的弧度确定，取值范围位于30
°
至60
°
之间，倾斜法兰4-1通过螺栓b4-2进行固定连接；
42.所述的铰接法兰3由转动轴心柱3-1、防滑插销3-2、转轴外套环 3-3、螺栓a3-4和外套滑动膛3-5组成；转轴外套环3-3与转动轴心柱 3-1通过法兰分别与周围两块波纹板焊接固定；铰接结构拼装时，首先将铰接法兰3处的转轴外套环3-3置于外套滑动膛3-5中，接
着将转轴外套环3-3下滑至转动轴心柱3-1底部，从而实现两块波纹板间的铰接；防滑插销3-2插入转动轴心柱3-1上端部，从而避免转轴外套环3-3 与转动轴心柱3-1脱离；当每节装配式波纹钢护壁折叠沉入人工挖孔桩并成环固定后，通过螺栓3-4a固定铰接法兰3，从而增强环向约束力，防止铰接法兰3受剪破坏。
43.所述成管法兰7由法兰盘7-1、螺栓7-2c组成，法兰盘7-1与接口波纹钢2与转动波纹钢1焊接；用于连接上下两节装配式波纹钢护壁；当下节装配式波纹钢护壁接口法兰4与铰接法栏3固定后，通过螺栓 c7-2固定上下两节装配式折叠波纹钢护壁；
44.所述的上下两节装配式折叠波纹钢护壁通过成管法兰7固定时，下节装配式折叠波纹钢护壁应先旋转一定角度，保证上下两节的铰接法兰3与接口法兰4轴心线不重合，从而提高成管后装配式折叠波纹钢护壁铰接法兰3与成管法兰4处抗剪能力；
45.所述注浆充填层5为速凝防水沙浆，通过转动波纹钢1上部注浆孔 8进行注浆，充分与装配式波纹钢护壁及围岩6接触；注浆充填层5具有让压变形、抗震缓冲、均匀传递围岩荷载的作用，有利于围岩结构的稳定，防止坍塌；此外注浆充填层凝结硬化后还具有防水防渗的作用。
46.所述注浆充填层5采用现浇混凝土、高分子塑性材料或其他充填材料代替；所述转动波纹钢1与接口波纹钢2使用螺旋波纹钢结构或普通环形钢代替；所述铰接法兰3设置成单个或多个成对的铰接转动轴心柱3-1与转轴外套环3-3代替；所述的接口法兰4采用焊接代替；所述的装配式折叠波纹钢护壁使用4块以上的波纹钢实现折叠；所述的接口法兰4中的倾斜法兰4-1采用垂直于波面的法兰代替。
47.一种人工挖孔桩装配式折叠波纹钢护壁的施工方案，步骤如下:
48.1、拼接装配式折叠波纹钢护壁，将铰接法兰3处的转轴外套环3-3 置于外套滑动膛3-5中，接着将转轴外套环3-3下滑至转动轴心柱3-1 底部，插入防滑插销3-2插入转动轴心柱3-1上端部；
49.2、按照设计的挖孔桩直径大小进行开挖，开挖深度略大于于一节装配式螺旋波纹钢护壁的高度；
50.3、进行装配式波纹钢护壁(a)的折叠，首先将接口波纹钢2按照图8中的(b)状态向圆环内部旋转，接着旋转转动波纹钢1至图8 中的(c)状态并沉入人工挖孔桩至图8中的(e)状态；撑开转动波纹钢2至(f)状态，将一块接口波纹钢2完全旋转回原位，然后将另外一块接口波纹钢2旋转至与旁边接口波纹钢2接触，通过倾斜法兰 4-1与接口波纹钢2形成的夹角，使得两块接口波纹钢2在折叠下沉的 (g)过程中无几何碰撞，滑动至最终成环状态(h)；
51.所述的装配式折叠波纹钢护壁折叠下沉方法(d)中旋转下节折叠波纹钢一定角度，实现(g)中上下两节装配式螺旋波纹钢护壁的铰接法兰3与接口法兰4的错位拼接；
52.4、使用螺栓7-2插入上下两节装配式折叠波纹钢护壁成管法兰7 中的7-1法兰盘上，固定成波纹钢管护壁结构；
53.5、使用速凝防水沙浆，通过转动波纹钢1上端的注浆孔8进行注浆；
54.6、重复上述步骤至装配式波纹钢护壁达到预期深度。