[发明专利]一种自行式隧道施工救生系统

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工逃生领域，更具体地，涉及一种自行式隧道施工救生系统。

背景技术

随着我国交通建设蓬勃发展，越来越多的隧道工程安全问题出现于软弱围岩等不良地层中。在软弱围岩隧道施工中，由于地质条件差、地表覆土浅或隧道下穿(建)构筑物等不利因素，施工中极易发生变形和塌方等灾害。近年来软弱围岩隧道施工事故频发，造成设备、人员损失惨重，社会影响极大。

事后调查发现，超过70％的塌方发生在隧道掌子面后方一定距离，塌方发生后掌子面施工人员被“关门”，如果塌方范围波及至掌子面或不及时救援，极易导致被困人员遇难。因此，采用何种设备确保掌子面施工人员安全是暗挖法修建软弱围岩隧道一个需要解决的关键问题。

目前，现有技术中出现了一些关于隧道救生舱的研究方案，例如，CN 201510492065.7公开了一种移动隧道救生舱，其包括舱体和履带总成，该救生舱能安全、稳定、多方向移动，适时监测灾后隧道并主动移动救生舱至安全区域；又如，CN 201510166924.3公开了一种隧道救生舱结构，其包括舱体，舱体上铰接有舱门与逃生门，舱体底部连接有履带，舱体内设有通风系统、供氧系统、空气净化系统、环境监控系统、通信系统及生存保障系统，其在事故发生后可为幸存人员提供避难空间，减少人员伤害。

然而，进一步的研究表明，考虑到塌方时救生舱舱体所受的载荷主要为冲击载荷和塌方后的静载荷，因此，为了保证救生舱内被困人员的安全， 对于救生舱舱体自身的结构及其强度、移动性能等具有较高的要求，并有必要提出针对性的重点设计；此外，塌方后为了便于隧道外救援人员及时施救，还必需对救生舱舱门的位置进行准确有效的定位；另一方面，为了更好地满足各类运用场合的复杂需求，还有必要对救生舱内部多个功能组件的具体结构及其集成设置方式作出进一步的改进和完善。相应地，上述现有技术对于上述技术问题均未给出妥善的解决方案，有必要作出进一步的研究和改进。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自行式隧道施工救生系统，其中通过并对救生舱的整体结构强度设计、舱门和移动部件的结构及其功能，以及内部一些关键功能组件的配置方式等多个方面进行了研究和改进，相应与现有技术相比可获得满足强度要求、移动平稳且功能更为完善的救生舱，给被困人员提供一个安全的避难场所，给抢救时间起到有效缓冲作用。

为实现上述目的，本发明提供了一种自行式隧道施工救生系统，其特征在于，该救生系统包括放置于隧道掌子面后方的舱体，所述舱体整体呈顶部为圆弧形的箱体结构，其外部布置有外壳体钢板，其内部交叉布置加强筋；

所述舱体的底部设置有履带移动单元，该履带移动单元包括由两个纵向支架和多个横梁共同固接而成的主体框架，并且这两个纵向支架包括均沿着救生舱的长轴方向而布置的第一纵向支架和第二纵向支架，其中对于第一纵向支架而言，其前端设置有第一驱动轮及配套的第一驱动电机和第一减速器，它的后端设置有第一托链轮，第一履带套设在所述第一驱动轮与第一托链轮之间，由此在所述第一驱动电机的作用下独立实现循环运动；对于第二纵向支架而言，其后端设置有第二驱动驱动轮及配套的第二驱动电机和第二减速器，它的前端设置有第二托链轮，第二履带同样套设在所 述第二驱动轮与第二托链轮之间，由此在所述第二驱动电机的作用下独立实现循环运动；所述横梁则彼此平行地横跨设置在所述两个纵向支架之间，并可拆卸地连接于救生舱舱体下侧；

所述舱体的前、后端面分别设置有前舱门和后舱门，左、右两侧面分别设置有逃生门；所述前舱门、后舱门、逃生门均设计为外开式结构，并且后舱门通过螺栓固定安装在救生舱的内部，同时该后舱门上还设置有用于对其执行位置定位的定位传感器；

所述舱体的内部被划分为人员区域和设备区域，其中人员区域设置在舱体内部的前侧和中段，并配备有供避险人员使用的座椅和排泄物处理单元；设备区域中设置在舱体内部的后侧，并集成设有供风单元、供氧单元、空气净化单元以及供电单元，其中供风单元、供氧单元和空气净化单元协同工作，用于为救生舱内部提供供风压力为0.1MPa～0.3MPa，人均供风量不低于0.3m³/min的空气，以及压力为0.1MPa～0.2Mpa、人均供氧量不低于0.5L/min的氧气，并使得救生舱内的空气无粉尘和有毒成分且CO₂浓度小于1.0％；此外，所述供电单元由外部交流电源和内部直流电源共同组成，并可切换地用于救生舱内所有用电设备的供电。