專利名稱：隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種自救逃生系統(tǒng)，特別是ー種隧道施工關(guān)門塌方事故中管道自救逃生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來我國交通運(yùn)輸事業(yè)得到飛速發(fā)展，鉄路、高速公路和國省干線公路建設(shè)均取得很大突破。在修建通過山嶺的線路時(shí)主要以隧道方式穿越為主。而隧道施工過程中，在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，施工難度大，施工風(fēng)險(xiǎn)高，極易出現(xiàn)關(guān)門塌方、冒頂、突泥涌水等災(zāi)難性事故，其施工人員的安全保障成為社會(huì)各界特別關(guān)注的問題。目前的隧道施工主要采用人工鉆爆法作業(yè)，救援技術(shù)不能滿足安全施工的需要。具體體現(xiàn)為施工人員的自救條件和能力還相當(dāng)薄弱，無法贏得寶貴的救援時(shí)間；救援時(shí)往往通過敲擊金屬物以發(fā)出聲音信號的方式來確定是否有人被困，由于被困人員只能等待救 援，在相當(dāng)程度上嚴(yán)重遲緩了預(yù)先救援速度與安全的保障，造成險(xiǎn)情蔓延，甚至釀成二次事故。盡管ー些隧道施工企業(yè)針對隧道施工的特點(diǎn)開展積極研究，已經(jīng)在部分技術(shù)問題上取得了ー些重要成果。但是，這些技術(shù)成果具有地域和技術(shù)方面的局限性，舉例如下I)兩條平行的隧道互為逃生通道。目前，國內(nèi)應(yīng)用較多的救援技術(shù)是建立隧道施工逃生通道，這種逃生通道理念在國內(nèi)外高速公路和鉄路施工中有所體現(xiàn)。高速公路通常是兩條平行的隧道，之間設(shè)計(jì)有行車橫洞和人行橫道。施工中可將它們作為一條隧道發(fā)生事故時(shí)逃往另一條隧道的通道。鐵路隧道施工時(shí)通常開挖平行導(dǎo)坑，其作用是超前預(yù)報(bào)和復(fù)線備用?？山⑺淼乐鞫磁c平行導(dǎo)坑之間的連接通道，作為隧道發(fā)生事故的逃生通道。2)中導(dǎo)洞作為逃生通道。隧道從結(jié)構(gòu)形式上采取“三聯(lián)拱”的結(jié)構(gòu)方式，中導(dǎo)洞在中間，兩側(cè)為雙向四車道。而貫通的中導(dǎo)洞作用重大，這條“管廊”直徑雖然只有2米，但是卻承擔(dān)起鋪設(shè)管線設(shè)備以及逃生的作用。3) U型回車場隧道。逃生通道設(shè)計(jì)已在我國部分隧道內(nèi)開始實(shí)行并取得一定成功。在秦嶺終南山公路特長隧道(18. 04公里)火災(zāi)防災(zāi)方案中，根據(jù)近期單洞雙向交通和遠(yuǎn)期單向交通，提出了疏散車流人流方案。近期單洞雙向交通方案中，隧道兩側(cè)設(shè)置多個(gè)U型回車場，然而該方案需要較大的土建費(fèi)用，但U型回車場可作為未來復(fù)線隧道及ニ線連結(jié)的組成部分。遠(yuǎn)期ニ線隧道中，利用兩線之間的平行導(dǎo)坑和橫通道，可以及時(shí)疏散人流和車流。對于公路單洞隧道的施工，如何設(shè)計(jì)逃生通道以保證事故發(fā)生時(shí)施工人員能安全逃生，又不大幅増加建設(shè)成本，目前國內(nèi)外還沒有這方面的成熟經(jīng)驗(yàn)可供參考。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，可以較低的成本實(shí)現(xiàn)在隧道施工事故中的逃生、救護(hù)，也可以為施工人員提供臨時(shí)的避難場所。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，在離施工隧道的開挖掌子面不大于26米的位置設(shè)置安全棚架，安全棚架與逃生管道的一端連接。優(yōu)化的方案中，臺階法施工時(shí)，在離施工隧道的開挖掌子面不大于21米的位置設(shè)置安全棚架。
逃生管道的另一端靠近施工隧道的ニ級襯砌段。所述的安全棚架中，支撐架靠近開挖掌子面的一端和支撐架的上表面設(shè)有弧形防護(hù)板。所述的弧形防護(hù)板外表面設(shè)有多個(gè)緩沖膠墊。所述的逃生管道上設(shè)有多個(gè)入ロ。所述的逃生管道和安全棚架上還設(shè)有多個(gè)吊耳。所述的安全棚架和逃生管道下設(shè)有沙袋。所述的安全棚架內(nèi)還設(shè)有給養(yǎng)管、生命維持系統(tǒng)、救護(hù)裝置、照明裝置和通信設(shè)備。所述的安全棚架內(nèi)還設(shè)有平板小車，所述的平板小車下方設(shè)有兩根弧形的軸，弧形的軸上設(shè)有多個(gè)輪子。所述的逃生管道為鋼管或混凝土管。所述的逃生管道每4-6米為ー節(jié)段，各節(jié)逃生管道之間采用法蘭或類法蘭連接，隨開挖掌子面推迸。本實(shí)用新型提供的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，通過采用離開挖掌子面一定距離的位置設(shè)置安全棚架，安全棚架與逃生管道的一端連接的結(jié)構(gòu)，使用簡便，安裝和移動(dòng)所用時(shí)間短，設(shè)備簡單易行，操作方便，投入不大，且不影響正常開挖施工(可利用エ序間的空隙時(shí)間進(jìn)行拆裝)，經(jīng)計(jì)算該系統(tǒng)的購置、安裝、使用等綜合費(fèi)用按照隧道長度每米約折合為100元，共投入約需15萬元，相對于如果出現(xiàn)隧道塌方安全事故造成的幾十萬、甚至上百萬的損失，經(jīng)濟(jì)效益顯著，從而有利于推廣，更重要的是一旦出現(xiàn)隧道塌方事故，該系統(tǒng)可有效地挽救施工人員的生命，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益巨大。另ー方面按照隧道施工安全工作預(yù)防為主的方針，要盡量避免和杜絕發(fā)生塌方等安全事故，該系統(tǒng)作為隧道開挖施工中的ー項(xiàng)重要安全防護(hù)設(shè)施也可用來在隧道內(nèi)創(chuàng)造良好的安全施工環(huán)境，特別是對隧道內(nèi)的施工人員的心理上起到了不可替代的良好作用，有利于工程的正常順利施工。由于設(shè)置的逃生管道可以穿過塌方段，本實(shí)用新型尤其適于隧道施工關(guān)門塌方事故中的自救逃生。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明圖I為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的的主視圖。圖3為本實(shí)用新型在采用上下臺階開挖施工中整體結(jié)構(gòu)的的主視圖。圖4為本實(shí)用新型中安全棚架的主視圖。圖5為本實(shí)用新型中安全棚架的左視圖。[0031]圖6為本實(shí)用新型中安全棚架的俯視圖。圖7為本實(shí)用新型中逃生管道的側(cè)視圖。圖8為本實(shí)用新型中逃生管道的主視示意圖。圖9為本實(shí)用新型中逃生管道入口部分的主視示意圖。


圖10為本實(shí)用新型中平板小車的仰視圖。
圖11為本實(shí)用新型中平板小車的側(cè)視圖。圖中，逃生管道1，安全棚架2，支撐架21，弧形防護(hù)板22，吊耳23，開挖掌子面3，沙袋4，開挖地平線5，初級支護(hù)6，入口 7，ニ級襯砌段8，平板小車9。
具體實(shí)施方式
如圖I一3中，ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，在離施工隧道的開挖掌子面3一定距離的位置設(shè)置安全棚架2，安全棚架與逃生管道I的一端連接。通常距離開挖掌子面3不大于26米，臺階法施工時(shí)不大于21米，以利于出現(xiàn)事故時(shí)為施工人員提供避難場所。在本例中安全棚架和逃生管道I靠近施工隧道ー側(cè)的側(cè)墻。如圖7— 8中，逃生管道I的另一端靠近施工隧道的ニ級襯砌段8。開挖掌子面3與ニ級襯砌段8的距離通常在100米至200米之間。隨著開挖掌子面3施工的進(jìn)展，逃生管道要隨之不斷向前推迸。所以在本例中管道的長度選為168米。所述的逃生管道I為鋼管或混凝土管?；炷凉艿某杀据^低，但是自重較重，移動(dòng)較為麻煩。而采用鋼管則重量較輕，利于搬動(dòng)，配合平板小車9，也利于人員在鋼管內(nèi)的快速移動(dòng)，在本例中采用直徑820mm壁厚IOmm的鋼管，經(jīng)過落石試驗(yàn)，300kg塊石從7米落下沖擊管道軸線正上方位置，最大變形值位于管道的端部為80mm,不影響使用，最大520kg的塊石7米高度自由落下的沖擊作用下，變形尚能滿足人員通過的要求。在本例中單節(jié)鋼管的長度取4一6米,重量為800— 1200kg,通過其上設(shè)置的吊耳23可以方便的起吊和移動(dòng)。各節(jié)鋼管之間采用法蘭或類法蘭連接。所述的類法蘭連接即為在鋼管高度中間的兩側(cè)的位置設(shè)置法蘭，這樣的連接方式施工簡單，在管道拆卸與安裝過程中較方便，并且比較經(jīng)濟(jì)，從而有利于更好的推廣。如圖4一6中，所述的安全棚架2中，支撐架21靠近開挖掌子面3的一端和支撐架21的上表面設(shè)有弧形防護(hù)板22。安全棚架的支撐架21主體結(jié)構(gòu)采用框架式鋼結(jié)構(gòu)，框架主體桿件采用12#重型槽鋼，其主要尺寸為120X53X5. 5mm(分別為槽鋼寬度、翼板寬度和厚度)，槽鋼相互之間的連接采用焊接。由于安全棚架的主要功能是保護(hù)進(jìn)口和増加入口，因此為保證棚架內(nèi)部人員安全，安全棚架需承受一定重量落石的沖擊荷載。為減緩隧道頂部巖塊掉落以及掌子面爆破巖塊的沖擊作用，分別將安全棚架2的頂以及靠近掌子面?zhèn)让嬖O(shè)計(jì)成半圓柱面。在所述的弧形防護(hù)板22外表面設(shè)有多個(gè)緩沖膠墊。為減緩開挖爆破飛石的沖擊作用，安全棚架頂部和端部需掛置一定數(shù)量的廢舊輪胎，在與安全棚架相接的前兩節(jié)逃生管道頂部也放置一定數(shù)量的橡膠輪胎，其數(shù)量需現(xiàn)場確定。弧形防護(hù)板22厚度均為L 4cm。安全棚架2沿隧道縱向長260cm，寬120cm，高150cm,總重 1180kg。如圖9中，所述的逃生管道I上設(shè)有多個(gè)入口 7。多個(gè)入口有利于施工人員的快速疏散。在本例中各個(gè)入口之間的間距為60米。所述的逃生管道I和安全棚架2上還設(shè)有多個(gè)吊耳23。設(shè)置的吊耳23用于方便地搬運(yùn)逃生管道I和安全棚架2。所述的安全棚架和逃生管道I下設(shè)有沙袋4。在安全棚架和逃生管道I下方鋪設(shè)一些沙袋有以下兩個(gè)作用，其ー是保持地面平整，其ニ則能起到一定減震作用。所述的安全棚架2內(nèi)還設(shè)有給養(yǎng)管、生命維持系統(tǒng)、救護(hù)裝置、照明裝置和通信設(shè)備。給養(yǎng)管，當(dāng)逃生管道I遭大石塊嚴(yán)重破壞時(shí)，需對被困施工人員供應(yīng)一定的營養(yǎng)物質(zhì)，如水、牛奶及其它食物等，而給養(yǎng)管則是這些營養(yǎng)物質(zhì)傳輸?shù)闹饕ǖ馈＝o養(yǎng)管采用直徑為20_的塑料軟管，從安全棚架2沿逃生管道I縱向放置，給養(yǎng)管無需固定，直接放于 逃生管內(nèi)底部。以方便逃生管道的拆卸與安裝，本例中給養(yǎng)管長180m。生命維持系統(tǒng)為便攜式吸氧設(shè)備，水和食物，因逃生管道長度較長，人員通過中部容易出現(xiàn)缺氧等現(xiàn)象。為保證施工人員的順利轉(zhuǎn)移，安全棚架內(nèi)放置一些便攜式吸氧設(shè)備，吸氧設(shè)備擬采用鼻氧管式面罩式吸氧器，本例中吸氧器數(shù)量為20套。救護(hù)裝置為擔(dān)架及牽繩，當(dāng)隧道關(guān)門塌方出現(xiàn)人員受傷的情形后，折疊擔(dān)架可幫助他們順利逃到安全地帯。根據(jù)普通人的身高及肩寬，擔(dān)架的長度宜取2米，寬度為60cm，底部設(shè)有6個(gè)滾動(dòng)輪，并沿橫向折疊。擔(dān)架兩端分別設(shè)置ー處掛鉤以方便牽繩拉動(dòng)。整個(gè)逃生系統(tǒng)設(shè)置擔(dān)架I副，擔(dān)架放置于外部安全地帯。牽繩的主要作用是牽動(dòng)擔(dān)架在管道內(nèi)滑動(dòng)，牽繩設(shè)置兩副，長度分別為200米，分別放置于安全棚架及安全地帯處。管道內(nèi)部不設(shè)置照明設(shè)備，所有的照明均采用防爆式礦燈，采用防爆礦燈的主要目的是防止在瓦斯巖層中出現(xiàn)因瓦斯?jié)舛染奂a(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)事故，防爆礦燈數(shù)量為20套，放置于安全棚架內(nèi)。所述的安全棚架2內(nèi)還設(shè)有平板小車9，如
圖10— 11中，所述的平板小車9下方設(shè)有兩根弧形的軸，弧形的軸上設(shè)有多個(gè)輪子。如本例中的平板小車9采用了 8個(gè)輪子，每個(gè)輪子均與弧形軸垂直，弧形軸是指其整體為弧形，而在與輪子配合的位置，軸依然為直線段，以利于滑行。平板小車9可以非常方便的載人在逃生管道I內(nèi)快速滑行，從而利于人員的快速撤離。
權(quán)利要求1.ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于在離施工隧道的開挖掌子面(3)不大于26米的位置設(shè)置安全棚架(2)，安全棚架與逃生管道(I)的一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于臺階法施エ時(shí)，在離施工隧道的開挖掌子面(3)不大于21米的位置設(shè)置安全棚架(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于逃生管道(I)的另一端靠近施工隧道的ニ級襯砌段(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的安全棚架(2)中，支撐架(21)靠近開挖掌子面(3)的一端和支撐架(21)的上表面設(shè)有弧形防護(hù)板(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的弧形防護(hù)板(22)外表面設(shè)有多個(gè)緩沖膠墊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的逃生管道(I)上設(shè)有多個(gè)入口(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的逃生管道(I)和安全棚架(2 )上還設(shè)有多個(gè)吊耳(23 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的安全棚架和逃生管道(I)下設(shè)有沙袋(4 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的安全棚架(2)內(nèi)還設(shè)有給養(yǎng)管、生命維持系統(tǒng)、救護(hù)裝置、照明裝置和通信設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的安全棚架(2)內(nèi)還設(shè)有平板小車(9)，所述的平板小車(9)下方設(shè)有兩根弧形的軸，弧形的軸上設(shè)有多個(gè)輪子。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的逃生管道(I)為鋼管或混凝土管。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，其特征在于所述的逃生管道(I)每4-6米為ー節(jié)段，各節(jié)逃生管道之間采用法蘭或類法蘭連接。
專利摘要一種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，在離施工隧道的開挖掌子面一定距離的位置設(shè)置安全棚架，安全棚架與逃生管道的一端連接；通常距離開挖掌子面不大于26米，臺階法施工時(shí)不大于21米。逃生管道的另一端靠近施工隧道的二級襯砌段。本實(shí)用新型提供的一種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，通過采用上述結(jié)構(gòu)，使用簡便，安裝和移動(dòng)所用時(shí)間短，設(shè)備簡單易行，易于操作，投入不大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，從而有利于推廣，更重要的是一旦出現(xiàn)隧道關(guān)門塌方事故，該系統(tǒng)可有效地挽救施工人員的生命，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益巨大。
文檔編號E21F11/00GK202510155SQ20112030852
公開日2012年10月31日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者丁慶榮, 周昌棟, 唐云偉, 唐雄俊, 張明輝, 張煒, 望明, 李家泰, 李強(qiáng), 楊平福, 狄先均, 王元漢, 譚飛, 陳圣偉, 鮑俊羽 申請人:宜昌市公路管理局