本實用新型屬于隧道施工逃生領域，更具體地，涉及一種自行式隧道施工救生系統(tǒng)。

背景技術：
隨著我國交通建設蓬勃發(fā)展，越來越多的隧道工程安全問題出現(xiàn)于軟弱圍巖等不良地層中。在軟弱圍巖隧道施工中，由于地質條件差、地表覆土淺或隧道下穿(建)構筑物等不利因素，施工中極易發(fā)生變形和塌方等災害。近年來軟弱圍巖隧道施工事故頻發(fā)，造成設備、人員損失慘重，社會影響極大。事后調查發(fā)現(xiàn)，超過70％的塌方發(fā)生在隧道掌子面后方一定距離，塌方發(fā)生后掌子面施工人員被“關門”，如果塌方范圍波及至掌子面或不及時救援，極易導致被困人員遇難。因此，采用何種設備確保掌子面施工人員安全是暗挖法修建軟弱圍巖隧道一個需要解決的關鍵問題。目前，現(xiàn)有技術中出現(xiàn)了一些關于隧道救生艙的研究方案，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、多方向移動，適時監(jiān)測災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結構，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，艙體內設有通風系統(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。然而，進一步的研究表明，考慮到塌方時救生艙艙體所受的載荷主要為沖擊載荷和塌方后的靜載荷，因此，為了保證救生艙內被困人員的安全，對于救生艙艙體自身的結構及其強度、移動性能等具有較高的要求，并有必要提出針對性的重點設計；此外，塌方后為了便于隧道外救援人員及時施救，還必需對救生艙艙門的位置進行準確有效的定位；另一方面，為了更好地滿足各類運用場合的復雜需求，還有必要對救生艙內部多個功能組件的具體結構及其集成設置方式作出進一步的改進和完善。相應地，上述現(xiàn)有技術對于上述技術問題均未給出妥善的解決方案，有必要作出進一步的研究和改進。

技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種自行式隧道施工救生系統(tǒng)，其中通過并對救生艙的整體結構強度設計、艙門和移動部件的結構及其功能，以及內部一些關鍵功能組件的配置方式等多個方面進行了研究和改進，相應與現(xiàn)有技術相比可獲得滿足強度要求、移動平穩(wěn)且功能更為完善的救生艙，給被困人員提供一個安全的避難場所，給搶救時間起到有效緩沖作用。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種自行式隧道施工救生系統(tǒng)，其特征在于，該救生系統(tǒng)包括包括整體呈箱體結構的艙體，該艙體的外部布置有外殼體鋼板，其內部交叉布置加強筋；所述艙體的底部設置有履帶移動單元，該履帶移動單元包括由兩個縱向支架和多個橫梁共同固接而成的主體框架，并且這兩個縱向支架包括均沿著救生艙的長軸方向而布置的第一縱向支架和第二縱向支架，其中對于第一縱向支架而言，其前端設置有第一驅動輪及配套的第一驅動電機和第一減速器，它的后端設置有第一托鏈輪，第一履帶套設在所述第一驅動輪與第一托鏈輪之間，由此在所述第一驅動電機的作用下獨立實現(xiàn)循環(huán)運動；對于第二縱向支架而言，其后端設置有第二驅動驅動輪及配套的第二驅動電機和第二減速器，它的前端設置有第二托鏈輪，第二履帶同樣套設在所述第二驅動輪與第二托鏈輪之間，由此在所述第二驅動電機的作用下獨立實現(xiàn)循環(huán)運動；所述橫梁則彼此平行地橫跨設置在所述兩個縱向支架之間，并可拆卸地連接于救生艙艙體下側；所述艙體的前、后端面分別設置有前艙門和后艙門，左、右兩側面分別設置有逃生門；所述前艙門、后艙門、逃生門均設計為外開式結構，并且后艙門通過螺栓固定安裝在救生艙的內部，同時該后艙門上還設置有用于對其執(zhí)行位置定位的定位傳感器。作為進一步優(yōu)選地，所述艙體的內部被劃分為人員區(qū)域和設備區(qū)域，其中人員區(qū)域設置在艙體內部的前側和中段，并配備有供避險人員使用的座椅和排泄物處理單元；設備區(qū)域中設置在艙體內部的后側，并集成設有供風單元、供氧單元、空氣凈化單元以及供電單元，其中供風單元、供氧單元和空氣凈化單元協(xié)同工作，用于為救生艙內部提供新鮮空氣；此外，所述供電單元由外部交流電源和內部直流電源共同組成，并可切換地用于救生艙內所有用電設備的供電。作為進一步優(yōu)選地，對于所述第一、第二履帶而言，其基本組成鏈片的一側呈不平整的凸凹結構。作為進一步優(yōu)選地，所述第一驅動電機及第一減速器、第二驅動電機及第二減速器均采用橫臥式布置。作為進一步優(yōu)選地，所述加強筋優(yōu)選采用如下方式布置：在所述艙體內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筋，在所述艙體內部的左右側面水平均勻布置多根扁鋼作為加強筋，在所述艙體內部的底面沿艙體長度方向均勻布置多根扁鋼作為加強筋，在所述艙體內部的頂面沿艙體長度方向均勻布置多根T型鋼作為加強筋，在艙體內部的縱向上還設置有多圈T型鋼作為加強筋，該多圈T型鋼沿所述艙體的長度方向均勻分布。作為進一步優(yōu)選地，所述艙體的設備區(qū)域中還集成設有環(huán)境監(jiān)測單元和通訊單元，其中該環(huán)境監(jiān)測單元包括用于對救生艙內氧氣含量執(zhí)行實時檢測的氧氣傳感器、用于對救生艙內二氧化碳含量執(zhí)行實時檢測的二氧化碳傳感器，以及用于實時檢測救生艙內溫度及濕度的溫濕度計；該通訊單元由有線視頻通訊模塊和無線視頻通訊模塊共同組成，并配合用于執(zhí)行救生艙內外的視頻通話。作為進一步優(yōu)選地，對于所述供風單元而言，其包括消音箱、多級過濾器和箱體，其中該消音箱設置于所述箱體的外部，其上設置有出風口和進風口，所述進風口通過承壓管路與所述多級過濾器相連，該承壓管路上設置有球閥和調壓閥；所述多級過濾器設置于箱體的內部，其通過供風管路與救生艙側壁上的供風接口相連，該供風接口則直接與所述施工救生艙外部的空壓機相連，并且將空壓機所產生的高壓空氣作為風源。作為進一步優(yōu)選地，對于所述供氧單元而言，其包括氧氣供應單元、氧氣匯流單元和氧氣控制單元，其中氧氣供應單元包括多個壓縮氧氣瓶，每個壓縮氧氣瓶上分別設置有氣瓶減壓器；氧氣匯流單元包括匯流排，其分別通過金屬軟管與每個壓縮氧氣瓶相連，其上設置有截止閥；氧氣控制單元包括氧氣控制箱，其通過紫銅管與所述匯流排相連，所述紫銅管上設置有減壓閥，所述氧氣控制箱上還設置有流量計、壓力表和開關。作為進一步優(yōu)選地，所述空氣凈化單元包括空氣凈化箱、空氣吸附組件和進排氣組件，其中所述空氣凈化箱包括從上到下依次分布的的排氣層、過濾層和進氣層，各層之間分別由托架隔開，并且這些托架上分別設置有網格結構的托盤；所述排氣層中設置有多個風扇，這些風扇交替使用；所述空氣吸附組件包括CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭，其放置于所述托盤上；所述進排氣組件包括進氣孔和排氣孔，并且其中進氣孔設置于所述空氣凈化箱的排氣層處，用于將救生艙中的污濁空氣吸入空氣凈化單元；所述排氣孔設置于所述空氣凈化箱的進氣層處，并用于將凈化后的空氣從空氣凈化單元排出至救生艙中。作為進一步優(yōu)選地，對于所述供電單元而言，所述外部交流電源的電源接口被設置為豎直向下，并采用快插接頭連接，同時在該快插接頭上方設置防護罩。作為進一步優(yōu)選地，該自行式隧道施工救生系統(tǒng)的內部設置有吸熱內嵌片和抽排風單元，其中該吸熱內嵌片彼此間隔地設置在隧道施工救生艙的四周艙壁內側上，且其內部灌裝有潛熱型功能流體；該抽排風單元配套安裝在所述吸熱內嵌片的附近，并用于執(zhí)行救生艙內、外熱量的交換；此外，該隧道施工救生系統(tǒng)的內部還設置有隔離簾和吸聲板，其中該隔離簾單層或多層地設置在救生艙內部的設備集中區(qū)域與人員集中區(qū)域之間，用于隔阻救生艙內部的設備工作噪音；該吸聲板則安裝在救生艙內部鄰近所述設備集中區(qū)域的艙壁內側上，并用于進一步吸收救生艙內部的噪音。作為進一步優(yōu)選地，該自行式隧道施工救生系統(tǒng)優(yōu)選設計為救生艙的形式，并包括小型艙、中型艙、大型艙和特大型艙四種類型，其中：所述小型艙的外形尺寸規(guī)格為長2700mm×寬1700×高2200mm或者3000mm×寬1700×高2200mm，額定容納人數(shù)≤7人，額定保障時間為72小時或者120小時；所述中型艙的外形尺寸規(guī)格為長3200mm×寬2000×高2500mm或者3500mm×寬2000×高2500mm，額定容納人數(shù)8～10人，額定保障時間為72小時或者120小時；所述大型艙的外形尺寸規(guī)格為長4000mm×寬2000×高2500mm或者4400mm×寬2000×高2500mm，額定容納人數(shù)11～15人，額定保障時間為72小時或者120小時；所述超大型艙的外形尺寸規(guī)格為長4000mm×寬2500×高2500mm或者4400mm×寬2500×高2500mm，額定容納人數(shù)16～20人，額定保障時間為72小時或者120小時?？傮w而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要具備以下的技術優(yōu)點：1.本實用新型提供了一種整體結構強度設計合理且功能完備、便于隧道施工塌方情況下可及時避難的救生系統(tǒng)，當掌子面后部發(fā)生塌方時，通過對艙門的針對性設計，掌子面附近施工人員能在最短的時間內進入救生艙，避免被困人員遇難；尤其是，通過對其中的履帶移動單元的關鍵組件如驅動電機、履帶等在結構組成、布置及其運行方式等方面做出研究和設計，不僅能夠以結構緊湊、布置合理的方式自由實現(xiàn)前進、后退和360度自由轉彎等功能，而且能夠在保證救生艙整體高度不變的情況下，適當增大了電機減速機組與地面之間的高度；相應能夠在無需其他任何拖移或吊運設備的情況下有效、靈活地執(zhí)行移動功能，避免路面碎石的不利影響，同時明顯減少對隧道施工的干擾。2.本實用新型中將救生系統(tǒng)的移動部件設置為框架滑橇的形式，這樣可與救生艙體合二為一，具備更好的結構強度和剛度，不僅使得整體外形更加緊湊，而且大大降低了救生艙的整體高度，使得重心有效獲得降低，運行更為平穩(wěn)，防顛覆能力更強因而適于隧道內各類復雜的地理環(huán)境；此外，該框架滑橇的前后兩端為坡角設計，由此可有效避免移動范圍內的較大碎石塊的阻礙，進一步提高了救生艙整個移動過程中的平穩(wěn)性和安全性；3.本實用新型的救生艙整體結構采用T型材網格式分布的箱體結構設計，箱體結構外部布置外殼體鋼板，內部交叉設置加強筋，艙體主體框架、T型材自身筋板、翼板的結構特點和網格式分布組合而成的箱體結構能有效的承載各個方向的作用力，在減輕艙體自重的同時，又能增強艙體的承載能力；艙體頂部為拱形設計，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；加強筋自身具有一定的斷面面積，同時其剖面模數(shù)值與結構承壓強度相匹配，起到了牢固整個結構的作用；4、由于該救生系統(tǒng)內集成設有通風、供氧、空氣凈化、環(huán)境監(jiān)測、供電及生存保障等系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)的優(yōu)化布置，使撤離到救生艙內的被困人員生存空間更大，生存時間更長；此外，救生艙內設有視屏通話系統(tǒng)，在救生艙內能跟外面進行視屏通話，有利于洞外了解救生艙內被困人員的生存狀態(tài)，有利于洞外開展救援工作；5.本實用新型將現(xiàn)有的防爆型密閉門的內外手輪換成單把手啟閉方式，內外手柄同軸設置，前后兩段艙門與兩側艙門除外形尺寸，結構及原理完全相同，均可通過手柄轉動傳遞到艙門內部連桿機構，內手柄直接啟閉角度最大90度，便于快速開啟和關閉；同時通過在后艙門處設置定位傳感器，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；6.本實用新型從為救生艙內受困施工人員提供新鮮空氣的角度出發(fā)，設計了適用于救生系統(tǒng)的專用供風系統(tǒng)，通過多級過濾器可實現(xiàn)空氣的過濾，以保證救生艙內空氣的質量，具有成本低廉、安全可靠等優(yōu)點，可有效改善隧道內被困施工人員的生存環(huán)境、延長生存時間，大幅提高了隧道坍塌救援的存活率；7.本實用新型還對供氧系統(tǒng)進行了針對性設計，其中壓縮氧氣由壓縮氧氣瓶流出，經氣瓶減壓器進行一級減壓至0.3～0.4MPa后，由金屬軟管進入匯流排，并經氧氣控制單元中的減壓閥進行二級減壓至0.1～0.2MPa后，排入隧道施工救生艙內，由此通過分級減壓，實現(xiàn)了隧道施工救生艙的密閉空間中的低壓供氧，可為救生艙內的避難人員提供呼吸用氧，使避難人員始終保持清醒的頭腦和健康的生活狀態(tài)；8.本實用新型的空氣凈化系統(tǒng)通過設置分層的空氣凈化箱并結合空氣吸附單元和進排氣單元，可實現(xiàn)隧道救生艙中空氣的分層過濾，不僅能過濾空氣中的有毒物質，而且還能稀釋空氣中的二氧化碳濃度，能有效改善隧道施工救生艙內空氣質量；9.本實用新型的供電系統(tǒng)同時具備外部電源和內部電源，救生艙內部和外部的供電能自動轉換，轉換時間不大于1s，外部交流電和內部直流電源通過變壓器或逆變器轉換為統(tǒng)一電源為系統(tǒng)內部電器設備供電，內部用電系統(tǒng)采用了統(tǒng)一的用電標準，具有成本低廉、安全可靠等優(yōu)點；10、按照本實用新型的自行式隧道施工救生系統(tǒng)整體結構緊湊、強度分布設計合理、重心低移動平穩(wěn)、功能完善且便于操控，在發(fā)生塌方的情況下不僅利于人員第一時間進入到救生系統(tǒng)內部，而且還便于外界救援人員對該系統(tǒng)的定位查找和組織救援，因而尤其適用于各類隧道施工救援場合，并具備廣闊的推廣前景。附圖說明圖1是本實用新型的隧道施工救生艙前側的整體結構示意圖；圖2是本實用新型的隧道施工救生艙后側的整體結構示意圖；圖3是本實用新型的隧道施工救生艙左端頭的整體結構示意圖；圖4是本實用新型的隧道施工救生艙右端頭的整體結構示意圖；圖5是本實用新型的隧道施工救生艙的整體結構示意圖；圖6是按照本實用新型優(yōu)選實施例的艙門的結構示意圖；圖7是圖6中沿A-A線的剖視圖；圖8是本實用新型優(yōu)選實施例的供風系統(tǒng)的結構示意圖；圖9是本實用新型優(yōu)選實施例的供氧系統(tǒng)的結構示意圖；圖10是本實用新型優(yōu)選實施例的空氣凈化系統(tǒng)的正面結構示意圖；圖11是本實用新型優(yōu)選實施例的空氣凈化系統(tǒng)的背面結構示意圖；圖12是本實用新型優(yōu)選實施例的空氣凈化系統(tǒng)的內部空間圖；圖13是本實用新型優(yōu)選實施例的供電系統(tǒng)的控制過程流程圖；圖14是圖1中所示履帶移動系統(tǒng)的組成結構平面示意圖。具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。如圖1-5所示，本實用新型實施例提供的一種自行式隧道施工救生系統(tǒng)，該救生艙主要包括設于隧道掌子面后方的艙體1，該艙體1的前后端上分別設有艙門2、左右側面分別設置有逃生門3，艙體1內部被劃分為人員區(qū)域和設備區(qū)域兩大部分，并在其中相應設有供風系統(tǒng)4、供氧系統(tǒng)5、空氣凈化系統(tǒng)6、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)7、通訊系統(tǒng)8、供電系統(tǒng)及生存保障系統(tǒng)10等。艙體底部設有框架滑橇12，通過艙體中各個系統(tǒng)的相互配合及合理布置，可為被困人員提供較大的生存空間，較好的生存環(huán)境，進一步延長生存時間，防護時間可達72小時，通過在艙體上鉸接本實用新型結構的艙門與逃生門，可以方便被困人員的進出。下面將分別對各個系統(tǒng)及部件進行詳細的說明和描述。如圖1所示，艙體1譬如為箱體結構，其最大能容納20人，其頂部為圓弧形，其外部布置外殼體鋼板，具體譬如可采用Q345R鋼板制成，具備抗沖擊安全防護功能，具體的，艙體頂面和底面的鋼板厚度譬如為8mm，兩側面和兩端面鋼板的厚度譬如為4mm，圓弧形頂部的拱高譬如為0.25m。按照本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，艙體內部交叉布置加強筋，加強筋采用如下方式布置：在所述艙體內部的前后端面分別以水平和垂直的方式布置多根角鋼作為加強筋，在所述艙體內部的左右側面分別水平均勻布置多根扁鋼作為加強筋，具體的，例如可布置三根80mm寬6mm厚的扁鋼，在所述艙體內部的底面沿艙體長度方向均勻布置多根扁鋼作為加強筋，具體的，譬如布置四根80mm寬6mm厚的扁鋼，在所述艙體內部的頂面沿艙體長度方向均勻布置多根T型鋼作為加強筋，具體譬如為四根，在艙體內部的縱向上還設置有多圈T型鋼作為加強筋，具體譬如為8圈，該8圈T型鋼沿所述艙體的長度方向均勻分布。具體的，所述T型鋼的腹板高度譬如為80mm、厚度譬如為8mm，T型鋼的翼板寬度譬如為80mm、厚度譬如為8mm。具有上述結構的本實用新型救生系統(tǒng)，較多的實際測試表明，其艙體頂部抵抗土石掩埋靜壓力可達380kPa以上，兩側抵抗土石掩埋靜壓力可達190kPa以上，頂部能夠抵抗由于隧道坍方所產生的沖擊載荷可達200kN以，因而具備令人滿足的整體結構強度。如圖5所示，譬如為方形的艙門2設于艙體1的前后端面(前艙門、后艙門)，逃生門3(左艙門、右艙門)對稱設于艙體1的左右側面。前艙門作為主要的避險用艙門，左右兩側艙門作為輔助的避險用艙門，兩種艙門均為外開式，方便避險人員在緊急情況下開啟，即發(fā)生塌方時，來不及逃生的遇險人員可從靠近掌子面的前艙門進入救生艙內避險，同時左右兩側艙門亦可作為分散避險人流的避險用艙門；后艙門主要作用是在救生艙生產制造過程中，為設備艙(靠近后艙門)中設備的安裝提供便利；最主要作用為方便救援逃生。其中，前艙門和左、右艙門的結構相同，尺寸略有區(qū)別，具體的，前艙門(左、右艙門)可設計為長方形結構，如圖6-7所示，其包括艙門板主體21、轉軸22、傳動桿23和門閂24，艙門板主體21通過鉸鏈鉸接在救生艙的側壁上，轉軸22貫穿艙門板主體，并且其位于救生艙外部的一端固定連接外把手25，其位于救生艙內部的一端固定連接內把手26，轉軸22上還固定連接傳動桿23并且傳動桿位于救生艙內；傳動桿23上固定連接有連接支架，連接支架上水平設置有銷軸27；門閂24鉸接在艙門板主體上，其包括第一桿部和第二桿部，第一桿部的一端與第二桿部的一端固定連接在一起，從而使門閂整體呈V形，第一桿部上設置有長條孔，連接支架上的銷軸伸入第一桿部的長條孔內并能在長條孔內滑動。具體的，開設在艙體前端面的前艙門的尺寸為1400mm高×600mm寬×R100mm(四個角的倒角半徑)，門板厚度8mm，開設在艙體左、右側面的左、右艙門的尺寸800mm高×600mm寬×R1000mm(四個角的倒角半徑)，門板厚度8mm。而后艙門則是結構較為簡單的門，其由鋼板制成，其上設置有筋板，并設有螺紋連接孔，其通過螺栓連接安裝在救生艙的內部即可，同時后艙門上設有定位傳感器，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，準確獲知后艙門位置，外部救援人員可采用打入救援逃生管道的方法，將救援逃生管道直接打至后艙門處，此時，救生艙內避險人員可用艙內工具直接松開螺栓，即可將后艙門輕松拆下，進而避險人員可直接從救援逃生管道中逃出。優(yōu)選地，艙門板主體21上設置有觀察窗28，通過觀察窗可以了解艙體外的情況，所述艙門板主體8上設置有門圍欄29。另外，艙門板主體21上設置有筋板30，以提高艙門板主體的強度。每扇艙門包括一塊艙門板主體21，艙門板主體21的內外側分別設置內外把手。內外把手均為L型結構，且同軸連接。轉軸上固設有傳動桿23，傳動桿通過固定在艙門板主體上的連桿帶動門閂開啟和閉合，每扇門內側分別設有連接支架，連接支架包括四根連桿31，并且這四根連桿呈矩形布置，左右連桿分別控制三個門閂24，而上下連桿分別控制一個門閂，連桿之間通過傳動桿連接實現(xiàn)同步。這樣，轉動外把手或內把手，則動力依次經傳動桿、傳動桿傳動給連桿，連桿傳動給門閂，使傳動桿上下移動，進而帶動鎖緊門閂轉動，即可實現(xiàn)艙門的快速啟、閉。此外，門圍欄7和艙門板主體之間設置有密封條32，在艙門板主體的四周設有密封條，多個鎖緊門閂的設置可確保艙門板主體關閉時密封條與門圍欄緊密貼合，確保門的密閉性良好。另外，門閂的數(shù)量可以設置多個，這樣連接支架的移動可以帶動這些門閂同時轉動。如圖8所示，供風系統(tǒng)4包括箱體41、消音箱42和多級過濾器43，其中，消音箱42用于消除空氣動力性噪聲，其設置于箱體41的外部，其和多級過濾器43通過承壓管路相連，并且承壓管路上設置有球閥44和調壓閥45，該球閥用于調節(jié)管路的開關，調壓閥用于調節(jié)管路中的壓力；此外，消音箱通過管理附件48與承壓管路相連，以保證消音箱的可靠固定。多級過濾器43用于實現(xiàn)空氣的過濾，設置于箱體41的內部，其通過供風管路46設于救生艙的側壁49上，以將供風系統(tǒng)進行固定，供風管路與側壁上的供風接口相連，該供風接口與救生艙外部的空壓機相連。優(yōu)選地，多級過濾器采用三級過濾器，通過三級的過濾，可實現(xiàn)空氣的分級多次過濾，提高空氣質量，并且三級過濾器的流量為6m3/min。為了防止隧道內的瓦斯侵入救生艙內而影響人員安全，在箱體41上還設置有瓦斯檢測儀47，具體設置于箱體1的上表面，以此使得該供風系統(tǒng)能對逃生艙內的空氣中的瓦斯含量進行實時監(jiān)測，并且逃生艙內的被困人員可根據(jù)監(jiān)測的瓦斯?jié)舛劝凑障潴w上的操作說明通過調壓閥調整風量的大小，以防止瓦斯侵入艙內而影響人員安全。由于設于救生艙側壁上的供風接口需要與隧道現(xiàn)有風源(空壓機)的管路相連接，考慮到塌方時所產生的碎石、土塊可能會對接口處有沖擊，故將供風接口與空壓機的連接設置為豎直向下的連接方式，即在供風接口處連接一豎直布置的連接管，該連接管上設有快插接頭，由此可方便配合隧道施工工序拆裝，該快插接頭可實現(xiàn)與空壓機的快速對接，具體的快插接頭通過鋼絲軟管與空壓機相連。為了進一步保護連接管及接頭，在連接管外部以及接頭連接處的上方設置有鋼結構防護罩，由此可防止塌方產生的沖擊對連接管及接頭產生破壞，導致連接管及接頭漏氣或失效。使用時，供風系統(tǒng)通過供風管路46與坍塌體外部的隧道新風系統(tǒng)相連，通過隧道新風系統(tǒng)給救生艙內提供所需的空氣，促進艙體內空氣的流通，其中新風出口壓力在0.1MPa～0.3MPa之間，新風量不低于0.3m3/min·人，連續(xù)噪聲不大于70dB(A)。為了保證安全，防止泄露，承壓管路以及供風管路在不低于1.5倍使用壓力下保壓0.5h時無泄漏，壓力無明顯下降(壓力表讀數(shù)下降不應超過5％)。如圖9所示，供氧系統(tǒng)5，其設于救生艙內，靠近艙門位置處，其包括氧氣供應單元、氧氣匯流單元和氧氣控制單元。當供風管路46損壞的情況下，可通過壓縮氧氣瓶給艙體內提氧氣供給氣，有效保障艙體內人員安全。氧氣供應單元包括多個壓縮氧氣瓶51，該壓縮氧氣瓶中裝有壓縮氧氣，為整個供氧系統(tǒng)提供氧氣源，每個壓縮氧氣瓶的體積容量為40L，壓力為15Mpa，每個壓縮氧氣瓶51上均設置有氣瓶減壓器52，該氣瓶減壓器52用于實現(xiàn)氧氣的減壓，此為一級減壓。具體的，氣瓶減壓器52首先將氧氣減壓至0.3MPa～0.4Mpa，以實現(xiàn)氧氣的一級減壓。氧氣匯流單元包括匯流排53，匯流排53為線型結構，其用于對輸送的氧氣進行匯流，其分別通過金屬軟管54與每個壓縮氧氣瓶51相連，各個壓縮氧氣瓶中的氧氣分別通過金屬軟管54以支流的方式送入匯流排53中進行匯流。為了便于將氧氣流進行分流，在匯流排3上設置有截止閥55。具體的，截止閥5設于匯流排3的中部，如此可將匯流排3中的氧氣流分為兩路。氧氣控制單元，其用于實現(xiàn)氧氣的流量控制，并向隧道施工救生艙中輸送合適的氧氣，其包括氧氣控制箱58，氧氣控制箱58通過紫銅管57與匯流排53相連。氧氣控制箱58上設置有流量計59、壓力表510和開關511，該流量計59用于顯示并控制供氧系統(tǒng)中氧氣的供應流量，被困人員可以根據(jù)避難人數(shù)，通過旋轉流量計上的手柄來調節(jié)氧氣的流量。該壓力表510用于顯示供氧系統(tǒng)中氧氣的壓力，該開關511用于實現(xiàn)供氧系統(tǒng)的開關。具體的，當截止閥設于匯流排的中部時，紫銅管為兩根，其分別與匯流排的左側和右側相連，由此將兩路的氧氣送入氧氣控制箱中。由于供氧系統(tǒng)放置于救生艙中，而救生艙為密閉空間，其空間有限，為了使氧氣瓶的尺寸與救生艙的尺寸相適應，節(jié)約現(xiàn)有空間，并保證每個人的最低供氧需求，本實用新型具體設置了7個壓縮氧氣瓶，并且以3+4兩行排列形式進行排列，以此保證隧道施工救生艙中人均供氧量不低于0.5L/min，供氧流速不超過30m/s。為了進一步的降低氧氣的壓力，保證供氧系統(tǒng)的供氧力及供氧持久性，在紫銅管上設置有減壓閥56，以實現(xiàn)氧氣的二級減壓。具體的，減壓閥56將氧氣的壓力減壓至0.1MPa～0.2Mpa。該供氧系統(tǒng)的具體使用過程如下，首先打開氧氣瓶進行供氧，然后打開匯流排上的截止閥，以使匯流排中的氧氣分為兩路，再打開氣瓶減壓器，調節(jié)匯流排中氧氣的壓力至0.3～0.4Mpa，實現(xiàn)氧氣的一級減壓；再打開截止閥后的減壓閥，調節(jié)氧氣的壓力至0.1～0.2MPa，實現(xiàn)氧氣的二級減壓；最后，打開氧氣控制箱上的開關，實現(xiàn)對隧道施工救生艙中的被困人員的供氧。被困人員可根據(jù)避難人數(shù)，通過流量計來調節(jié)氧氣的流量，保證人均供氧量不低于0.5L/min。如圖10-12所示，空氣凈化系統(tǒng)6包括空氣凈化箱、空氣吸附單元和進排氣單元，其中空氣凈化箱為隧道施工救生艙中污濁空氣的處理提供凈化場所與空間，其可以為長方體、正方體等一切可以實現(xiàn)上述功能的形狀，其主要包括排氣層61、過濾層62和進氣層63，如圖11所示，排氣層61、過濾層62和進氣層63由上至下依次分布，各層之間分別由托架64隔開，即排氣層61和過濾層62之間設置有托架，過濾層62和進氣層63之間設置有托架，托架上設置有網狀結構的托盤，一方面通過放入或取出托盤，即可將托盤上的CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭一次性放入或取出，便于實際操作，另一方便可便于各層的空氣流通。該空氣凈化系統(tǒng)可保證標準大氣壓下在額定保障時間內二氧化碳<1.0％，處理CO2的能力不低于0.5L/min·人。其中，進氣層用于容納從救生艙中吸入進來的未凈化處理的空氣，過濾層用于過濾從進氣層過來的未凈化處理的空氣，排氣層用于進一步過濾從過濾層過來的已部分凈化處理的空氣，并且用于容納已凈化處理的空氣，同時排氣層還為風扇提供安裝場所。該風扇用于將道施工救生艙中的污濁空氣吸入空氣凈化箱的底層(即進氣層)，然后使空氣從下往上流通，依次經過過濾層和排氣層，使得污濁空氣經過層層過濾，進而獲得無污濁、適于被困人員生存的凈化空氣。具體的，風扇為渦輪風扇，其設有兩個，兩個風扇交替使用，可實現(xiàn)在額定防護時間內不間斷工作，保證空氣質量凈化需要。兩個風扇分別由電機65驅動旋轉，風扇和電機通過開孔隔板安裝在排氣層中。此外，空氣凈化箱的箱體上設置有控制電機開啟與關閉的旋轉開關69?？諝馕絾卧糜趯ξ蹪峥諝庵械亩趸?、水蒸氣、惡臭氣以及隧道爆破開挖產生的有毒氣體和粉塵進行有效過濾和處理，其包括CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭，其放置于托盤上。其中，CO2吸附劑用于吸附救生艙空氣中的被困人員呼吸產生的二氧化碳，吸濕劑用于吸附空氣中的水分，以調節(jié)空氣的濕度，活性炭用于吸附空氣中的惡臭氣以及隧道爆破開挖產生的有毒氣體，同時通過設置用于隔層的托架，并將CO2吸附劑、吸濕劑和活性放置于托架的托盤上，空氣中的粉塵難以隨空氣往上流通，其被托架、CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭阻擋并過濾，由此通過托盤和CO2吸附劑、吸濕劑及活性的配合，實現(xiàn)了空氣中粉塵的處理。具體的，為了便于CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭的保存，CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭均采用真空包裝，使用過程中產生粉塵率不大于2％。具體的，CO2吸附劑具體選用以氫氧化鋰為主料的吸附劑作為二氧化碳吸附劑，其較之氫氧化鈣吸附劑等有如下優(yōu)勢：氫氧化鋰吸附劑吸附效率約65％，高于氫氧化鈣吸附劑吸附效率20％；由于氫氧化鋰吸附效率高，在用量上可以大大減少。由于救生艙的艙內空間有限，故選用吸附效率高，用量少的氫氧化鋰吸附劑更適用于救生艙的使用情況，實際應用時，氫氧化鋰吸附劑在為使用前顯示為粉紅色球狀顆粒，發(fā)生反映后(用完失效后)變?yōu)榘咨阌趨^(qū)分和觀察吸附劑使用情況，且氫氧化鋰粉塵率低于2％。進排氣單元用于將救生艙中的污濁空氣吸入，以及將凈化后的空氣排出，為空氣的流動和循環(huán)提供的動力，其包括進氣孔66和排氣孔67，進氣孔67用于將救生艙中的污濁空氣吸入空氣凈化系統(tǒng)，排氣孔67用于將凈化后的空氣從空氣凈化系統(tǒng)排出至救生艙中。具體的，進氣孔設于空氣凈化箱背面的下方(即設于進氣層處)，排氣孔設于空氣凈化箱正面的上方(即設于排氣層處)。更進一步的，進氣孔設有一個，其采用百葉狀風口，便于空氣的送入；排氣孔設有兩個，其排氣流量由排氣閥調節(jié)。為了增強空氣的過濾及處理效果，可在進氣層中也放置CO2吸附劑、吸濕劑和活性炭，使得進入空氣凈化箱的空氣在進氣層中就可實現(xiàn)一次過濾，然后通過過濾層實現(xiàn)二次過濾，再通過排氣層實現(xiàn)三次過濾，由此實現(xiàn)三級過濾，可進一步提高空氣的質量。此外，為了保護空氣凈化箱內的各個部件不被污濁與侵蝕，在空氣凈化箱上設置一箱門610。上述空氣凈化系統(tǒng)的具體工作過程如下：打開空氣凈化箱的箱門將二氧化碳吸附劑、吸濕劑及活性炭的真空包裝拆封并放置于兩個托盤上，關閉箱門后開啟電機開關帶動渦輪風扇將救生艙內污濁空氣由進氣層向上經過濾層凈化，濾出有毒粉塵、高濃度的二氧化碳、水蒸氣及惡臭氣，然后循環(huán)至上層的排氣層將凈化后的新鮮空氣由排氣孔排入救生艙內。當吸附劑逐漸失效出現(xiàn)明顯的顏色變化時，將托盤上失效的吸附劑取出，并重新?lián)Q上新拆封的吸附劑。如圖2所示，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)7包括氧氣傳感器71、二氧化碳傳感器72和溫濕度計73，氧氣傳感器71用于監(jiān)測救生艙內氧氣的含量，二氧化碳傳感器72用于監(jiān)測救生艙內二氧化碳的含量，溫濕度計73用于監(jiān)測救生艙內的溫度和濕度，氧氣傳感器71和二氧化碳傳感器72上均設有聲波報警器，艙內聲波報警器的聲級不大于50dB(A)。采用這樣的設置便于艙體內人員實時監(jiān)控艙體內環(huán)境，當艙體內氧氣、二氧化碳濃度超出標準范圍值時，聲波報警器可以提醒艙體內人員進行其他操作。通訊系統(tǒng)8設于救生艙內，便于內部被困人員與外界指揮部取得聯(lián)系，從而快速展開營救，其優(yōu)選同時包括有有線通訊單元和無線通訊單元，其中有線通訊單元通過光纜與外部信號端相連，無線通訊單元通過各類適當?shù)臒o線方式與外部信號端相連，由此共同提供救生艙內、外之間的視頻通訊，這兩個通信單元之間還可配備有切換單元，該切換單元分別與所述有線通訊單元、無線通訊單元信號相連，并用于在其中一個通訊單元發(fā)生故障時或無法使用時切換至另外一個通訊單元；此外，所述有線通訊單元具有與所述光纜相連的多個線路接口，這些線路接口被設置為豎直向下，并采用快插接頭連接，同時在該快插接頭上方設置有防護罩。以此方式，不僅可以有效克服常規(guī)救生設備中僅僅有簡單的通訊功能，尚無視頻通訊功能的缺陷，相應可有利于救援人員及時了解艙內人員的身心狀況，便于救援工作的組織開展；而且本實用新型中通過采用有線和無線的結合和切換，可以確保視頻通訊功能的完善，譬如以有線通訊為主、無線通訊為輔，兩者互為補充，為視頻傳輸提供雙保險。對于供電系統(tǒng)而言，其包括外部交流電源、內部直流電源和電源轉換單元，其中外部交流電源設于隧道施工救生艙的外部，并配備有變壓器轉換為統(tǒng)一電源；內部直流電源譬如為鋰蓄電池，它設于隧道施工救生艙的內部，并配備有逆變器轉換為統(tǒng)一電源；所述電源轉換單元用于執(zhí)行所述變壓器或者逆變器的切換，由此確保為救生艙內部所有用電單元的正常供電；此外，外部交流電源的電源接口被設置為豎直向下，并采用快插接頭連接，同時在該快插接頭上方設置防護罩。為了保證供電安全，外部電源及電源接口設有完善的安全保護裝置，保證在意外情況下的供電安全及災變條件下外部電源中斷時救生艙內部的供電安全。在使用時，首先根據(jù)直流電源是否供電或充電，來決定其他用電設備是否開啟，若直流電源沒有供電或充電時，被困人員手動開啟其他用電設備；若直流電源在供電或充電，則根據(jù)救生艙內是否有人，來決定其他用電設備是否開啟；若救生艙內有人，則自動開啟其他用電設備，若沒有人，則不開啟其他用電設備。按照本實用新型的一個優(yōu)選實施例，譬如可采用熱傳感器識別技術，實現(xiàn)救生艙內是否有人的判斷。熱傳感器具體設于隧道施工救生艙的頂部，其優(yōu)選為三個，其中兩個設于底部長邊的兩端，另一個設于另一長邊的中間。供電系統(tǒng)具體控制過程如圖13所示。艙內還設置有固定照明設備、臨時應急照明設備及設于艙體兩端頭的信號燈。固定照明設備保證額定工況下的照明需要，臨時應急照明設備配備手電或便攜式LED燈等。艙體兩端頭上設有信號燈，便于觀察艙體外的情況，引導外界人員前來救援，同時也可用于救生艙在備用狀態(tài)下警示來往的車輛。如圖5所示，所述生存保障系統(tǒng)10包括座椅101、食品102、飲用水103、醫(yī)療用品104、急救用品105及消防用品106。生存保障系統(tǒng)直接影響著艙體內人員的生命安全，因此，艙體內提供人體正常生理活動所需要的基本條件和必要的生存必需品，有助于被因人員避險和逃生。如圖14所示，顯示了按照本實用新型的履帶式移動系統(tǒng)的組成結構平面圖。如圖所示，該履帶移動系統(tǒng)主要包括由兩個縱向支架和多個橫梁共同固接而成的主體框架，并在兩個縱向支架上分別承載安裝有包含驅動輪、驅動電機減速機組、托鏈輪和履帶在內的運動單元。具體而言，縱向支架包括均沿著救生艙的長軸方向而布置的第一縱向支架和第二縱向支架，其中對于第一縱向支架而言，其前端(圖中顯示為左端)設置有第一驅動輪及配套的第一驅動電機和第一減速器，它的后端(圖中顯示為右端)設置有第一托鏈輪，第一履帶套設在第一驅動輪與第一托鏈輪之間，由此在第一驅動電機作用下驅動第一驅動輪、進而被帶動而獨立實現(xiàn)循環(huán)運動；與此類似地，對于第二縱向支架而言，其后端(圖中顯示為右端)設置有第二驅動輪及配套的第二驅動電機和第二減速器，它的前端(圖中顯示為左端)設置有第二托鏈輪，第二履帶同樣套設述第二驅動與第二托鏈輪之間，由此在第二驅動電機的作用下獨立實現(xiàn)循環(huán)運動；橫梁譬如為三根，它們彼此平行地橫跨設置在所述兩個縱向支架之間，并譬如通過連接螺栓可拆卸地連接于救生艙艙體下側。以此方式，由于兩個縱向支架上所承載的運動單元呈反對稱的布置關系，當所述第一、第二驅動電機轉向相同時，用于實現(xiàn)履帶在360°范圍內的自由轉向；而當所述第一、第二驅動電機轉向相反時，用于實現(xiàn)履帶的前進或后退功能。更具體地，可以在縱向支架的外側布置一個踏板，方便乘客上下。每個縱向支架下側優(yōu)選均勻布置譬如10個的支重輪，由此分擔上部救生艙及履帶移動單元的重量。兩個縱向支架通過三個等間距布置的橫梁相固接，該橫梁優(yōu)選被設計為兩側低中間高的倒U形結構，每個橫梁上譬如布置有8個連接螺栓孔，通過連接螺栓與上部救生艙主體結構連接，以便拆卸和更換。此外，還通過調節(jié)引導輪和張緊裝置調節(jié)履帶的張緊度，電機提供動力控制驅動輪轉動以帶動履帶卷繞，使移動單元行進。由于兩個移動單元縱向支架按反對稱布置，當電機轉向相同時，可以實現(xiàn)移動單元轉向，電機轉向相反時實現(xiàn)移動單元的前進、后退和爬坡功能。電機上配有減速器，可以進行減速和剎車，操作簡單，方便救生艙首次進入隧道后的落位，配合施工工序移動和跟隨隧道掘進而前移。上述移動系統(tǒng)整體可采用高強度鋼結構構件，可具有一定的防爆功能，在隧道爆破開挖過程中保證正常工作不受影響。此外，按照本實用新型的一個優(yōu)選實施例，對于所述第一、第二履帶而言，其基本組成鏈片的一側呈不平整的凸凹結構，由此在增大接觸面積的同時還與隧道路面的坑洼和起伏路況相適應；所述第一驅動電機及第一減速器、第二驅動電機及第二減速器均采用橫臥式布置，并容納處于所述艙體的底面。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。