一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于隧道施工救援相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法，包括：(a)設(shè)置同時包含有模擬棧橋和模擬碎石路況的前后兩段測試區(qū)域；(b)將救生艙移動至前段區(qū)域，操作救生艙以使其直線移動通過所述模擬棧橋，同時觀察其是否順利通過模擬棧橋；(c)將救生艙繼續(xù)移動進(jìn)入后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉(zhuǎn)向操作、以及前后移動至指定位置的操作，同時觀察其是否可實現(xiàn)360°自由轉(zhuǎn)向以及順利前后移動至指定位置；(d)計算得出以上操作過程的救生艙直線移動速度，并判斷是否達(dá)到設(shè)計閥值。通過本發(fā)明，能夠獲得更為準(zhǔn)確、全面且符合實際工況的測試結(jié)果，并有利于救生艙行走部件的優(yōu)化設(shè)計。
【專利說明】
一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于隧道施工救援相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來軟弱圍巖隧道施工事故頻發(fā)，造成設(shè)備、人員損失慘重，社會影響極大。根據(jù)災(zāi)后事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70%的軟弱圍巖坍塌發(fā)生在掌子面后方，塌方發(fā)生后，掌子面人員被困，由于搶救不及時或塌方范圍慢慢波及至掌子面，極易導(dǎo)致被困人員受傷或遇難，因此隧道施工救生艙有廣泛的應(yīng)用空間和市場價值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些關(guān)于隧道救生艙的技術(shù)方案，例如，CN201510492065.7公開了一種移動隧道救生艙，其包括艙體和履帶總成，該救生艙能安全、穩(wěn)定、多方向地移動，適時監(jiān)測災(zāi)后隧道并主動移動救生艙至安全區(qū)域；又如，CN201510166924.3公開了一種隧道救生艙，其包括艙體，艙體上鉸接有艙門與逃生門，艙體底部連接有履帶，艙體內(nèi)設(shè)有供風(fēng)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及生存保障系統(tǒng)，其在事故發(fā)生后可為幸存人員提供避難空間，減少人員傷害。
[0004]然而，進(jìn)一步的研究表明，考慮到隧道施工救生艙往往運(yùn)行在特殊的地理環(huán)境之中，其綜合行走性能屬于該產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，并直接會影響到日常運(yùn)行及救援過程中的可靠性和操作便利性;但現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對此方面的針對性研究和分析驗證，導(dǎo)致同系列產(chǎn)品的合格驗證規(guī)范化研制周期較長。相應(yīng)地，本領(lǐng)域亟需對隧道施工救生艙的綜合行走性能測試過程給出全面、規(guī)范的研究，進(jìn)而有利于設(shè)計單位和制造單位獲得更為準(zhǔn)確、可控的評估標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法，其中通過結(jié)合隧道施工救生艙的本身結(jié)構(gòu)和工作特性進(jìn)行針對性研究，并將綜合行走性能進(jìn)一步劃分為直行、爬坡和轉(zhuǎn)向等因素進(jìn)行逐一考察，同時對整個測試工藝的工序操作及特定要求進(jìn)行全新設(shè)計，測試表明能夠獲得更為準(zhǔn)確、全面且符合實際工況的測試結(jié)果，進(jìn)而可基于該測試結(jié)果對隧道施工救生艙的行走部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法，其特征在于，該測試方法包括下列步驟:
[0007](a)設(shè)置移動性能測試區(qū)域
[0008]該測試區(qū)域由彼此相連的前、后兩段區(qū)域共同組成，其中前段區(qū)域的內(nèi)部橫跨設(shè)有兩條模擬棧橋，這兩條模擬棧橋相互平行并且各自具備18° ±3°的坡度;后段區(qū)域整體呈塊狀形狀，其表面鋪有碎石用于模擬碎石路況；
[0009](b)直行及爬坡測試步驟
[0010]將作為測試對象的隧道施工救生艙移動至所述前段區(qū)域的入口處，然后操作該救生艙以使其直線移動通過所述模擬棧橋:
[0011 ]其中當(dāng)救生艙順利通過所述模擬棧橋時，判定其直行及爬坡性能合格且繼續(xù)執(zhí)行步驟(C)，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及流程;否則，則停止測試，并判定其直行及爬坡性能不合格；
[0012](c)轉(zhuǎn)向及機(jī)動性測試步驟
[0013]將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進(jìn)入所述后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉(zhuǎn)向操作、以及前后移動至指定位置的操作:
[0014]其中當(dāng)救生艙實現(xiàn)360°自由轉(zhuǎn)向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉(zhuǎn)向及機(jī)動性合格且繼續(xù)執(zhí)行步驟(d)，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及路程;否則，則停止測試，并判定其轉(zhuǎn)向或機(jī)動性不合格；
[0015](d)綜合評估步驟
[0016]針對步驟(C)和(d)中所記錄的直線移動時間及路程，計算得出相應(yīng)的直線移動速度，進(jìn)而判定該實際直線移動速度是否達(dá)到速度設(shè)計閥值，由此完成整體的行走性能測試過程。
[0017]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(a)中，所述模擬桟橋的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8m，寬為1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設(shè)厚度為500mmo
[0018]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(b)中，分別采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。
[0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(C)中，分別采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。
[°02°] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟(d)中，所述速度設(shè)計閥值優(yōu)選為16m/min±2m/min。
[0021]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，對于作為測試對象的隧道施工救生艙而言，其包括箱體結(jié)構(gòu)的艙體、設(shè)置在該艙體前后端面的方形艙門、設(shè)置在該艙體左右側(cè)面的逃生門，以及配套安裝在該艙體內(nèi)部的供風(fēng)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及生存保障系統(tǒng)
[0022]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，對于所述艙體而言，其外部布置有外殼體鋼板，內(nèi)部交叉布置加強(qiáng)筋，并且這些加強(qiáng)筋采用如下方式布置:其中在所述艙體內(nèi)部的前后端面，以水平和垂直的方式布置多根角鋼作為加強(qiáng)筋;在在所述艙體內(nèi)部的左右側(cè)面，水平均勻布置多根扁鋼作為加強(qiáng)筋;在所述艙體內(nèi)部的底面，沿艙體長度方向均勻布置多根扁鋼作為加強(qiáng)筋;在所述艙體內(nèi)部的頂面，沿艙體長度方向均勻布置多根T型鋼作為加強(qiáng)筋;此外，在所述艙體內(nèi)部的縱向上，還設(shè)置有多圈T型鋼作為加強(qiáng)筋，并且該多圈T型鋼沿所述艙體的長度方向均勻分布。
[0023]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述方形艙門和逃生門均為外開式結(jié)構(gòu)；并且設(shè)置在所述艙體后端面的方形艙門通過螺栓固定在救生艙的內(nèi)部，同時該方形艙門上還安裝有用于對該艙門進(jìn)行位置定位的定位傳感器。
[0024]總體而言，按照本發(fā)明的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過結(jié)合隧道施工救生艙的本身結(jié)構(gòu)和工作特性進(jìn)行針對性研究，并在實際測試過程中將綜合行走性能進(jìn)一步劃分為直行、爬坡和轉(zhuǎn)向等因素進(jìn)行逐一考察，較多的測試表明，其能夠獲得更為準(zhǔn)確、全面且符合實際工況的測試結(jié)果，提高類似隧道施工救生艙系列產(chǎn)品的設(shè)計和檢驗效率，并可為行業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)提供參考。
【附圖說明】
[0025]圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例所構(gòu)建的移動性能測試區(qū)域的整體構(gòu)造示意圖；
[0026]圖2示范性顯示了按照本發(fā)明的行走性能測試工藝方法的整體流程圖；
[0027]圖3是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的隧道施工救生艙測試樣品的構(gòu)造示意圖；
[0028]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0029]1-艙體2-方形艙門3-逃生門4-設(shè)備安裝系統(tǒng)5-人員避險區(qū)域6_行走單元
【具體實施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031]如同【背景技術(shù)】部分所指出地，考慮到隧道施工救生艙往往運(yùn)行在特殊的地理環(huán)境之中，其綜合行走性能屬于該產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，并直接會影響到日常運(yùn)行及救援過程中的可靠性和操作便利性。然而，目前缺乏對此方面的針對性研究和分析驗證，并導(dǎo)致同系列產(chǎn)品的合格驗證規(guī)范化研制周期較長;相應(yīng)地，本發(fā)明中重點針對行走性能的測試區(qū)域要求、測試工序安排、測試指標(biāo)及其評估標(biāo)準(zhǔn)等多個重要方面進(jìn)行了研究和改進(jìn)，相應(yīng)使得能夠以便于操控、高效高質(zhì)的方式獲得更為準(zhǔn)確、全面且符合實際工況的測試結(jié)果，并有助于提高類似隧道施工救生艙系列產(chǎn)品的設(shè)計和檢驗效率。
[0032]首先參看圖1，按照本發(fā)明優(yōu)選實施例所構(gòu)建的移動性能測試區(qū)域的整體構(gòu)造。具體而言，該測試區(qū)域由彼此相連的前、后兩段區(qū)域共同組成，其中對于前段區(qū)域(圖中顯示為右側(cè))而言，它的的內(nèi)部橫跨設(shè)有通向后段區(qū)域的兩條模擬棧橋，這兩條模擬棧橋相互平行并且各自具備18° ± 3°的坡度，其主要用于評估考察救生艙樣品的直行及爬坡性能;對于后段區(qū)域(圖中顯示為左側(cè))而言，其整體呈塊狀形狀，并且表面鋪有碎石用于模擬碎石路況，其主要用于評估考察救生艙樣品的轉(zhuǎn)向及機(jī)動性性能。
[0033]按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，通過綜合考慮隧道施工救生艙自身結(jié)構(gòu)特點以及各類隧道實際施工場所的綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，上述模擬棧橋的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8m，寬為
1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設(shè)厚度為500mm。以此方式，能夠在確保測試結(jié)果精度的情況下，盡量提供更為緊湊、合理的測試區(qū)域布局安排，并提高整體測試效率。
[0034]下面將具體解釋說明按照本發(fā)明的行走性能測試工藝。
[0035]如圖2中所示，首先，是設(shè)置一個如圖1中示范性給出的移動性能測試區(qū)域。該測試區(qū)域由彼此相連的前、后兩段區(qū)域共同組成，其中前段區(qū)域的內(nèi)部橫跨設(shè)有兩條模擬棧橋，這兩條模擬棧橋相互平行并且各自具備18° ±3°的坡度;后段區(qū)域整體呈塊狀形狀，其表面鋪有碎石用于模擬碎石路況。
[0036]接著，執(zhí)行直行及爬坡測試步驟。
[0037]其中將作為測試對象的隧道施工救生艙移動至圖1中所示的前段區(qū)域的入口處，然后操作該救生艙以使其直線移動通過模擬棧橋，測試方式采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式:其中當(dāng)救生艙順利通過所述模擬棧橋時，判定其直行及爬坡性能合格且繼續(xù)執(zhí)行下一步驟，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及流程;否則，則停止測試，并判定其直行及爬坡性能不合格；
[0038]接著，執(zhí)行轉(zhuǎn)向及機(jī)動性測試步驟。
[0039]其中將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進(jìn)入圖1中所示的后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉(zhuǎn)向操作、以及前后移動至指定位置的操作，測試方式采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式:其中當(dāng)救生艙實現(xiàn)360°自由轉(zhuǎn)向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉(zhuǎn)向及機(jī)動性合格且繼續(xù)執(zhí)行下一步驟，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及路程;否則，則停止測試，并判定其轉(zhuǎn)向或機(jī)動性不合格；
[0040]最后，執(zhí)行綜合評估步驟。
[0041]針對前兩個步驟中所記錄的直線移動時間及路程，計算得出相應(yīng)的直線移動速度，進(jìn)而判定該實際直線移動速度是否達(dá)到速度設(shè)計閥值，由此完成整體的行走性能測試過程。此外，按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述速度設(shè)計閥值優(yōu)選為16m/min 土 2m/min，也即實際直線移動速度達(dá)到該設(shè)計閥值時，則判定其行走速度指標(biāo)同樣符合要求。
[0042]按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，對于作為測試對象的隧道施工救生艙而言，其可包括箱體結(jié)構(gòu)的艙體1、設(shè)置在該艙體I前后端面的方形艙門2、設(shè)置在該艙體左右側(cè)面的逃生門3，以及配套集成在該艙體內(nèi)部的供風(fēng)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及生存保障系統(tǒng)等，這些功能系統(tǒng)主要設(shè)置在設(shè)備安裝區(qū)域4，施工人員進(jìn)入救生艙后的保障空間為人員避險區(qū)域5;此外，該救生艙還配置有譬如為履帶式結(jié)構(gòu)的行走單元6。
[0043]更具體而言，對于所述艙體而言，其外部布置有外殼體鋼板，內(nèi)部交叉布置加強(qiáng)筋，并且這些加強(qiáng)筋采用如下方式布置:其中在所述艙體內(nèi)部的前后端面，以水平和垂直的方式布置多根角鋼作為加強(qiáng)筋;在在所述艙體內(nèi)部的左右側(cè)面，水平均勻布置多根扁鋼作為加強(qiáng)筋;在所述艙體內(nèi)部的底面，沿艙體長度方向均勻布置多根扁鋼作為加強(qiáng)筋;在所述艙體內(nèi)部的頂面，沿艙體長度方向均勻布置多根T型鋼作為加強(qiáng)筋;此外，在所述艙體內(nèi)部的縱向上，還設(shè)置有多圈T型鋼作為加強(qiáng)筋，并且該多圈T型鋼沿所述艙體的長度方向均勻分布。以此方式，能夠確保在減輕艙體自重的同時，又能增強(qiáng)艙體的承載能力;艙體頂部為拱形設(shè)計，能更好的消化、吸收頂部的沖擊載荷，同時能分散豎直方向上的靜載荷。
[0044]另外，所述方形艙門和逃生門優(yōu)選均為外開式結(jié)構(gòu)；并且設(shè)置在所述艙體后端面的方形艙門通過螺栓固定在救生艙的內(nèi)部，同時該方形艙門上還安裝有用于對該艙門進(jìn)行位置定位的定位傳感器。以此方式，在發(fā)生塌方后，外部救援人員可通過后艙門上的定位傳感器，準(zhǔn)確獲知后艙門位置，直接將救援逃生管道打至后艙門，便于避險人員的順利逃出。
[0045]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法，其特征在于，該測試方法包括下列步驟: (a)設(shè)置移動性能測試區(qū)域 該測試區(qū)域由彼此相連的前、后兩段區(qū)域共同組成，其中前段區(qū)域的內(nèi)部橫跨設(shè)有兩條模擬棧橋，這兩條模擬棧橋相互平行并且各自具備18° ± 3°的坡度;后段區(qū)域整體呈塊狀形狀，其表面鋪有碎石用于模擬碎石路況； (b)直行及爬坡測試步驟 將作為測試對象的隧道施工救生艙移動至所述前段區(qū)域的入口處，然后操作該救生艙以使其直線移動通過所述模擬棧橋: 其中當(dāng)救生艙順利通過所述模擬棧橋時，判定其直行及爬坡性能合格且繼續(xù)執(zhí)行步驟(C)，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及流程;否則，則停止測試，并判定其直行及爬坡性能不合格； (c)轉(zhuǎn)向及機(jī)動性測試步驟 將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進(jìn)入所述后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉(zhuǎn)向操作、以及前后移動至指定位置的操作: 其中當(dāng)救生艙實現(xiàn)360°自由轉(zhuǎn)向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉(zhuǎn)向及機(jī)動性合格且繼續(xù)執(zhí)行步驟(d)，同時全程記錄救生艙在此操作過程中的直線移動時間及路程；否則，則停止測試，并判定其轉(zhuǎn)向或機(jī)動性不合格； (d)綜合評估步驟 針對步驟(C)和(d)中所記錄的直線移動時間及路程，計算得出相應(yīng)的直線移動速度，進(jìn)而判定該實際直線移動速度是否達(dá)到速度設(shè)計閥值，由此完成整體的行走性能測試過程。2.如權(quán)利要求1所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述模擬棧橋的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8m，寬為1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設(shè)定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設(shè)厚度為500mm。3.如權(quán)利要求1或2所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(b)中，分別采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。4.如權(quán)利要求3所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(c)中，分別采用艙內(nèi)操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(d)中，所述速度設(shè)計閥值優(yōu)選為16m/min±2m/min。6.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的行走性能測試方法，其特征在于，對于作為測試對象的隧道施工救生艙而言，其優(yōu)選包括箱體結(jié)構(gòu)的艙體、設(shè)置在該艙體前后端面的方形艙門、設(shè)置在該艙體左右側(cè)面的逃生門，以及配套安裝在該艙體內(nèi)部的供風(fēng)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及生存保障系統(tǒng)。
【文檔編號】E21F11/00GK106017958SQ201610366904
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】苗德海, 王偉, 王春梅, 謝翠斌, 資誼, 李鳴沖, 劉浩, 趙和平, 程聰
【申請人】中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司