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技術領域，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，并判斷是否達到設計閥值。通過本發(fā)明，能夠獲得更為準確、全面且符合實際工況的測試結果，并有利于救生艙行走部件的優(yōu)化設計。
【專利說明】
一種隧道施工救生艙的行走性能測試方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于隧道施工救援相關技術領域，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】
[0002]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。根據(jù)災后事故調查發(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，極易導致被困人員受傷或遇難，因此隧道施工救生艙有廣泛的應用空間和市場價值。
[0003]現(xiàn)有技術中已經(jīng)提出了一些關于隧道救生艙的技術方案，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，艙體內設有供風系統(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。
[0004]然而，進一步的研究表明，考慮到隧道施工救生艙往往運行在特殊的地理環(huán)境之中，其綜合行走性能屬于該產品的關鍵性能指標之一，并直接會影響到日常運行及救援過程中的可靠性和操作便利性;但現(xiàn)有技術中缺乏對此方面的針對性研究和分析驗證，導致同系列產品的合格驗證規(guī)范化研制周期較長。相應地，本領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，進而有利于設計單位和制造單位獲得更為準確、可控的評估標準。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，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，其中通過結合隧道施工救生艙的本身結構和工作特性進行針對性研究，并將綜合行走性能進一步劃分為直行、爬坡和轉向等因素進行逐一考察，同時對整個測試工藝的工序操作及特定要求進行全新設計，測試表明能夠獲得更為準確、全面且符合實際工況的測試結果，進而可基于該測試結果對隧道施工救生艙的行走部件進行優(yōu)化設計。
[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)域的內部橫跨設有兩條模擬棧橋，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)轉向及機動性測試步驟
[0013]將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進入所述后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉向操作、以及前后移動至指定位置的操作:
[0014]其中當救生艙實現(xiàn)360°自由轉向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉向及機動性合格且繼續(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，并判定其轉向或機動性不合格；
[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，計算得出相應的直線移動速度，進而判定該實際直線移動速度是否達到速度設計閥值，由此完成整體的行走性能測試過程。
[0017]作為進一步優(yōu)選地，在步驟(a)中，所述模擬桟橋的規(guī)格優(yōu)選被設定為:長8m，寬為1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設厚度為500mmo
[0018]作為進一步優(yōu)選地，在步驟(b)中，分別采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。
[0019]作為進一步優(yōu)選地，在步驟(C)中，分別采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。
[°02°] 作為進一步優(yōu)選地，在步驟(d)中，所述速度設計閥值優(yōu)選為16m/min±2m/min。
[0021]作為進一步優(yōu)選地，對于作為測試對象的隧道施工救生艙而言，其包括箱體結構的艙體、設置在該艙體前后端面的方形艙門、設置在該艙體左右側面的逃生門，以及配套安裝在該艙體內部的供風系統(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，內部交叉布置加強筋，并且這些加強筋采用如下方式布置:其中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;此外，在所述艙體內部的縱向上，還設置有多圈T型鋼作為加強筋，并且該多圈T型鋼沿所述艙體的長度方向均勻分布。
[0023]作為進一步優(yōu)選地，所述方形艙門和逃生門均為外開式結構；并且設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部，同時該方形艙門上還安裝有用于對該艙門進行位置定位的定位傳感器。
[0024]總體而言，按照本發(fā)明的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，通過結合隧道施工救生艙的本身結構和工作特性進行針對性研究，并在實際測試過程中將綜合行走性能進一步劃分為直行、爬坡和轉向等因素進行逐一考察，較多的測試表明，其能夠獲得更為準確、全面且符合實際工況的測試結果，提高類似隧道施工救生艙系列產品的設計和檢驗效率，并可為行業(yè)制定標準提供參考。
【附圖說明】
[0025]圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例所構建的移動性能測試區(qū)域的整體構造示意圖；
[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造示意圖；
[0028]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0029]1-艙體2-方形艙門3-逃生門4-設備安裝系統(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、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明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特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0031]如同【背景技術】部分所指出地，考慮到隧道施工救生艙往往運行在特殊的地理環(huán)境之中，其綜合行走性能屬于該產品的關鍵性能指標之一，并直接會影響到日常運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，并導致同系列產品的合格驗證規(guī)范化研制周期較長;相應地，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、測試指標及其評估標準等多個重要方面進行了研究和改進，相應使得能夠以便于操控、高效高質的方式獲得更為準確、全面且符合實際工況的測試結果，并有助于提高類似隧道施工救生艙系列產品的設計和檢驗效率。
[0032]首先參看圖1，按照本發(fā)明優(yōu)選實施例所構建的移動性能測試區(qū)域的整體構造。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)而言，它的的內部橫跨設有通向后段區(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)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向及機動性性能。
[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構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)選被設定為:長8m，寬為
1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設厚度為500mm。以此方式，能夠在確保測試結果精度的情況下，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)域的內部橫跨設有兩條模擬棧橋，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，測試方式采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式:其中當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)行轉向及機動性測試步驟。
[0039]其中將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進入圖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，測試方式采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式:其中當救生艙實現(xiàn)360°自由轉向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉向及機動性合格且繼續(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，并判定其轉向或機動性不合格；
[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，計算得出相應的直線移動速度，進而判定該實際直線移動速度是否達到速度設計閥值，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，所述速度設計閥值優(yōu)選為16m/min 土 2m/min，也即實際直線移動速度達到該設計閥值時，則判定其行走速度指標同樣符合要求。
[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，其可包括箱體結構的艙體1、設置在該艙體I前后端面的方形艙門2、設置在該艙體左右側面的逃生門3，以及配套集成在該艙體內部的供風系統(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)主要設置在設備安裝區(qū)域4，施工人員進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構的行走單元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，內部交叉布置加強筋，并且這些加強筋采用如下方式布置:其中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;此外，在所述艙體內部的縱向上，還設置有多圈T型鋼作為加強筋，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。
[0044]另外，所述方形艙門和逃生門優(yōu)選均為外開式結構；并且設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部，同時該方形艙門上還安裝有用于對該艙門進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]本領域的技術人員容易理解，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所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
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)域的內部橫跨設有兩條模擬棧橋，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)轉向及機動性測試步驟 將隧道施工救生艙繼續(xù)移動進入所述后段區(qū)域，并在模擬碎石路況上分別執(zhí)行多角度的轉向操作、以及前后移動至指定位置的操作: 其中當救生艙實現(xiàn)360°自由轉向并且順利前后移動至指定位置時，判定其轉向及機動性合格且繼續(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，并判定其轉向或機動性不合格； (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，計算得出相應的直線移動速度，進而判定該實際直線移動速度是否達到速度設計閥值，由此完成整體的行走性能測試過程。2.如權利要求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)選被設定為:長8m，寬為1.2m;所述后段區(qū)域的規(guī)格優(yōu)選被設定為:長8000mm，寬7500mm，并且碎石的鋪設厚度為500mm。3.如權利要求1或2所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(b)中，分別采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。4.如權利要求3所述的行走性能測試方法，其特征在于，在步驟(c)中，分別采用艙內操作和艙外遙控操作兩種方式來執(zhí)行測試。5.如權利要求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，所述速度設計閥值優(yōu)選為16m/min±2m/min。6.如權利要求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)選包括箱體結構的艙體、設置在該艙體前后端面的方形艙門、設置在該艙體左右側面的逃生門，以及配套安裝在該艙體內部的供風系統(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】中鐵第四勘察設計院集團有限公司