一种隧道用逃生管道、系统及方法

1.本发明属于隧道逃生工具技术领域，尤其涉及一种隧道用逃生管道、系统及方法。


背景技术：

2.在隧道建设中突水突泥和塌方等事故频频发生，施工人员生命安全问题面临着威胁；在面临隧道透水和坍塌等事故之际，施工人员措手不及；不同工序的施工循环人数不同，而逃生管道要求满足最大承载数；目前隧道施工所采用简陋的钢质隧道逃生管道，逃生管道简单摆放且位置相对固定，远远不足以保证施工人员生命财产安全的。
3.发明人发现，逃生管道在受到冲击荷载时会产生较大变形，甚至产生断裂；在现有逃生管道中，子管道之间为简单螺栓连接，或者是几乎没有连贯作用，面临突发情况时，会产生连接失效的局面；且现有的逃生管道不利于长距离低重心的快速移动，还没有考虑到伤员的可能情形；且现有的逃生管道重量大，不宜搬运和安置，材料和性能单一，无法满足更多的救援手段和逃生渠道。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种隧道用逃生管道、系统及方法，本发明在逃生管表面加一层螺旋式钢拱架，增强了逃生管自身强度，抵消部分冲击荷载，同时，在每个子管道之间连接处设置柔性伸缩缝，在保证连接柔性的基础上，保证了逃生管道内的空气流通。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种隧道用逃生管道，采用如下技术方案：
6.一种隧道用逃生管道，包括相互连接的多个子管道构成的逃生管道本体，相邻子管道之间设置可控柔性伸缩结构；
7.所述逃生管道本体外表面设置有螺旋式钢拱架。
8.进一步的，所述可控柔性伸缩结构包括多个相互交叉设置的柔性杆；所述柔性杆两端分别与所述子管道搭接。
9.为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种隧道用逃生系统，采用如下技术方案：
10.一种隧道用逃生系统，包括逃生管道本体，所述逃生管道本体包括相互连接的多个子管道，相邻子管道之间设置可控柔性伸缩结构；所述逃生管道本体外表面设置有螺旋式钢拱架；
11.所述逃生管道本体内部两端分别设置有未充气状态的安全气囊；
12.所述逃生管道本体内部至少一端设置有急救包；
13.所述逃生管道本体外设置有滑动机构。
14.进一步的，所述可控柔性伸缩结构包括多个相互交叉设置的柔性杆；所述柔性杆两端分别与所述子管道搭接。
15.进一步的，所述安全气囊设置为聚酯橡胶，所述安全气囊触发条方式设置为按钮方式；所述逃生管道本体为超高分子量聚乙烯材料。
16.进一步的，所述安全气囊处在充气状态时，所述安全气囊和所述逃生管道本体内直径吻合。
17.进一步的，所述急救包内设置有急救物品、实时定位系统和呼吸-生命检测仪；
18.所述定位系统采用5g通讯技术。
19.进一步的，所述急救物品至少包括饮用水、罐头食物、医疗包和挖掘用具中的一种或几种。
20.进一步的，所述滑动机构包括设置在所述逃生管道本体外表面上的多个滑轮、与所述滑轮配合的滑轨和固定在所述逃生管道本体一端的缆绳；所述缆绳远离所述逃生管道本体的一端设置有电机。
21.为了实现上述目的，第三方面，本发明还提供了一种隧道用逃生方法，采用如下技术方案：
22.一种隧道用逃生方法，采用了如第二方面所述的隧道用逃生系统，包括：
23.触动按钮，逃生管道本体两端的安全气囊充气，形成安全空间；
24.电机转动，逃生管道本体移动；
25.通过实时定位系统，对逃生管道本体进行定位。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.1.本发明在逃生管表面加一层螺旋式钢拱架，增强了逃生管自身强度，抵消部分冲击荷载，同时，在每个子管道之间连接处设置可控柔性伸缩结构，在保证连接强度的基础上，保证了逃生管道内的空气流通；
28.2.本发明中设置滑动结构用于逃生管道，给逃生管道提供逃生和避险时的移动能力；
29.3.本发明中安全气囊由聚酯橡胶tpee制作，并有很好的耐热性，低温柔顺性好、耐冲击和弹性模量很高；
30.4.本发明中设置多功能生命急救包，可供被困人员及时止住伤口、维持生命以及向外传递有效信息。
附图说明
31.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
32.图1为本发明实施例1的结构示意图；
33.图2为本发明实施例1的可控柔性伸缩结构示意图；
34.图3为本发明实施例2的结构示意图；
35.图4为本发明实施例2的逃生管道本体内部轴向示意图；
36.图5为本发明实施例2的逃生管道本体内部径向局部示意图；
37.其中，1、第一逃生管，2、第二逃生管，3、急救包，4、第一安全气囊，5、第二安全气囊，6、可控柔性伸缩结构，7、螺旋式钢拱架，8、缆绳，9、轨道，10、滑轮，11、电机。
具体实施方式：
38.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
39.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
40.实施例1：
41.如图1所示，本实施例提供了一种隧道用逃生管道，包括相互连接的多个子管道构成的逃生管道本体，相邻子管道之间设置可控柔性伸缩结构6；
42.所述逃生管道本体外表面设置有螺旋式钢拱架7；螺旋式钢拱架7与所述逃生管道本体之间的设置可以通过粘结或其他现有工艺的固定方式实现，在此不再详述。
43.逃生管道本体外侧加装所述螺旋式钢拱架7，可增强逃生管道自身的强度，并可阻挡部分落石等破坏管体，以抵消掉部分冲击荷载；
44.在本实施例中，子管道可以设置两个，分别为第一逃生管1和第二逃生管2。
45.在本实施例中，如图2所示，所述可控柔性伸缩结构6包括多个相互交叉设置的柔性杆；所述柔性杆两端分别与所述子管道搭接；所述柔性杆可以采用合金弹簧钢60si2mn柔性材料，以保证管道在受到冲击时抵消部分应力；可以理解的，相互交叉的柔性杆可以在中间位置通过设置转轴的方式实现铰接；
46.可以理解的，在本实施例中所述搭接的实现为，在子管道端部内侧设有沟槽，所述相互交叉的柔性杆绕沟槽一圈，并进行固定，两根子管道通过伸缩结构搭接，伸展时可以体现材料的柔性，收缩时保证子管道内暂时密闭；在其他实施例中，还可以在子管道端部设置周向滑槽，柔性杆与子管道连接的一端设置滑块或滑轮，所述滑块与滑轮配合设置在滑槽内，且滑槽外部设置有限位件放置滑块或滑轮脱离滑槽，在伸展和收缩时，通过滑块或滑轮的移动以及柔性杆的变形，实现子管道间的空隙大小的调节以及暂时封闭状态的实现。
47.所述第一逃生管1和所述第二逃生管2间搭接所述可控柔性伸缩结构6，组成一个整体，收缩时缝隙关闭以阻挡泥石侵入，仅留下微小的孔隙供空气流通。
48.在本实施例中，所述逃生管道本体为超高分子量聚乙烯材料，具有一定的抗腐蚀和抗冲击效果，以抵抗透水、坍塌事故的发生；
49.所述逃生管道本体的材质可以采用加入阻燃剂等的超高分子量聚乙烯逃生管道，使其具有极高的耐冲击性、耐腐蚀性、耐高温低温以及良好的润滑性，相比于钢质管道运输方便、安装简单。
50.实施例2：
51.如图3所示，一种隧道用逃生系统，包括逃生管道本体，所述逃生管道本体包括相互连接的多个子管道，相邻子管道之间设置可控柔性伸缩结构6；所述逃生管道本体外表面设置有螺旋式钢拱架7；
52.所述逃生管道本体内部两端分别设置有未充气状态的安全气囊；
53.所述逃生管道本体内部至少一端设置有急救包3；
54.所述逃生管道本体外设置有滑动机构。
55.在本实施例中，所述可控柔性伸缩结构包括多个相互交叉设置的柔性杆；所述柔性杆两端分别与所述子管道搭接。
56.在本实施例中，所述安全气囊设置为聚酯橡胶，所述安全气囊触发条方式设置为按钮方式；所述逃生管道本体为超高分子量聚乙烯材料；
57.如图4和图5所示，本实施例中，所述安全气囊可以设置为两个，分别为逃生管道本体一端壁内嵌的第一安全气囊4和另一端或中间位置的的第二安全气囊5；
58.所述第一安全气囊4，通过长按3-5秒按钮触动传感器开始充气，触发改良安全气囊保护机制；在发生透水和坍塌事故时，施工人员迅速进入隧道逃生管道内，由最后进入的人员迅速按下按钮以弹出所述安全气囊，安全气囊迅速弹出堵住后方水流和泥石，创造更多的逃生时间和逃生空间，然后利用轨道加速逃生；
59.可以理解的，发现危机时，快速进入管道内，按下手动开关按钮代替碰撞等条件，经过3-5秒后提示灯亮起，给传感器以信号，代表准备就绪开始充气，安全气囊弹出以堵住管道，安全气囊弹出后成圆柱体贴合于管道；其中，传感器以及安全气囊的充气过程设置，可以直接采用，可以汽车安全气囊等现有安全气囊打开的方式进行设计，此处为常规设置或现有技术，在此不再详述。
60.安全气囊在未充气时集成一个模块，镶嵌于管道内，可通过现有技术和常规设置实现，在此不再详述；本实施例中，安全气囊可以由聚酯橡胶tpee制作，更改安全气囊的触发方式，以按钮代替安全气囊触发条件，设置长按3-5秒按钮触动传感器开始充气，弹出改良安全气囊，气囊弹出为和管道直径相吻合的圆柱体；以避免日常施工中的误触，还可以在按钮处附加提示灯，以判断能否正常使用。
61.在发生透水和坍塌事故时，遇到极端情况，如整个隧道塌陷，此时逃生概率极低，风险极大，施工人员迅速进入隧道逃生管道内，由最前方的施工人员快速按下按钮以弹出所述第二安全气囊5，以堵塞前方水流、泥石，由最后的人员快速按下按钮弹出所述第一安全气囊4，以堵塞后方水流、泥石，从而形成一个严密的临时保命仓，在电机或者手动驱使下利用轨道加速逃生；可以理解的，所述第一安全气囊4和所述第二安全气囊5分别对应设置有触动按钮。
62.在本实施例中，所述安全气囊处在充气状态时，所述安全气囊和所述逃生管道本体内直径吻合；以实现很好的堵塞效果。
63.在本实施例中，所述急救包3可以通过挂钩的方式放置在所述安全管道本体内壁上，所述急救包3内设置有急救物品、实时定位系统和呼吸-生命检测仪；所述呼吸-生命检测仪可以选用现有的生命探测仪；也可以根据实际要求设置，用于检测含氧量和有害气体，提高自救和互救能力，结合实时定位系统将信息流传送至外界，使外界救援可及时准确探测；
64.所述定位系统采用5g通讯技术，所述定位系统和5g通讯技术均为现有技术或常规设置，在此不再详述。
65.在本实施例中，所述急救物品至少包括饮用水、罐头食物、医疗包和挖掘用具中的一种或几种；
66.在发生透水和坍塌等事故时，所述急救包3可从管道壁取下，由被困人员随身携带，结合实时定位系统将信息流传送至网络，使外界救援可及时准确探测，以便提供更好的提供救援信息和提高获救概率；具体的，所述急救包3中包括实时定位系统，借助信号传输基站，可实现无法逃出危险区或被困时对外传递和接受自身位置信息的功能。
67.在本实施例中，所述滑动机构包括设置在所述逃生管道本体外表面上的多个滑轮10、与所述滑轮10配合的滑轨9和固定在所述逃生管道本体一端的缆绳8；所述缆绳8远离所述逃生管道本体的一端设置有电机11；可以理解的，所述滑轨设置在隧道地面上，所述缆绳的一端缠绕在所述电机的转轴上，通过电机旋转、缠绕缆绳实现所述逃生管道本体的移动；
68.所述滑动机构可以帮助确定逃生管道的安装位置，在逃生人员进入管道后，辅助快速移动逃离隧道，正常情况下电力驱动，如遇极端情况可手动驱动；
69.由于掌子面和二次衬砌随施工进度不断前移，利用所述滑动机构，还可以进行同步移动隧道逃生管道至距离掌子面20米以内的位置。
70.实施例3：
71.本实施例提供了一种隧道用逃生方法，采用了如实施例2中所述的一种隧道用逃生系统，具体包括：
72.在靠近逃生管道本体尾部安全气囊，在被困人员进入管道内，立即长按按钮以触发安全气囊保护机制，弹出气囊以阻挡来自后方的水流、泥石等涌入；
73.在靠近逃生管道本体两侧设置安全气囊，在无法逃出隧道或管道时，立即长按按钮以触发安全气囊保护机制，使隧道逃生管道首尾两个安全气囊都迅速弹出，以阻挡来自前、后方的水流和泥石等涌入，从而形成一个严密的临时保命仓，管道间可控柔性伸缩缝可以保证空气的补给；
74.在发生严重的透水、坍塌事故且无法通过管道和轨道外逃时，针对改良安全气囊材料聚酯橡胶的特性，用利器将改良安全气囊局部打开缺口后，在时机适当的时候可以寻求自我突破式救援，以及配合外界专业救援。
75.具体的，逃生管道本体壁内嵌有第一安全气囊4，通过长按3-5秒按钮触动传感器开始充气，触发改良安全气囊保护机制；在发生透水、坍塌事故时，施工人员迅速进入隧道逃生管道内，由最后进入的人员迅速按下按钮以弹出第一安全气囊4，气囊迅速弹出堵住后方水流、泥石，创造更多的逃生时间和逃生空间，然后利用轨道加速逃生；
76.隧道逃生管壁内嵌有第一安全气囊4和第二安全气囊5，在发生透水、坍塌事故时，遇到极端情况，如整个隧道塌陷，此时逃生概率极低，风险极大，施工人员迅速进入隧道逃生管道内，由最前方的施工人员快速按下按钮以弹出第二安全气囊5以堵塞前方水流、泥石，由最后的人员快速按下按钮弹出第一安全气囊4以堵塞后方水流、泥石，从而形成一个严密的临时保命仓，在电机11或者手动驱使下利用轨道加速逃生。
77.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。