一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法
【专利摘要】本发明属于隧道施工救援相关技术领域，并公开了一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法，包括：(a)设置同时包含有模拟栈桥和模拟碎石路况的前后两段测试区域；(b)将救生舱移动至前段区域，操作救生舱以使其直线移动通过所述模拟栈桥，同时观察其是否顺利通过模拟栈桥；(c)将救生舱继续移动进入后段区域，并在模拟碎石路况上分别执行多角度的转向操作、以及前后移动至指定位置的操作，同时观察其是否可实现360°自由转向以及顺利前后移动至指定位置；(d)计算得出以上操作过程的救生舱直线移动速度，并判断是否达到设计阀值。通过本发明，能够获得更为准确、全面且符合实际工况的测试结果，并有利于救生舱行走部件的优化设计。
【专利说明】
一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法
技术领域
[0001 ]本发明属于隧道施工救援相关技术领域，更具体地，涉及一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法。
【背景技术】
[0002]近年来软弱围岩隧道施工事故频发，造成设备、人员损失惨重，社会影响极大。根据灾后事故调查发现，70%的软弱围岩坍塌发生在掌子面后方，塌方发生后，掌子面人员被困，由于抢救不及时或塌方范围慢慢波及至掌子面，极易导致被困人员受伤或遇难，因此隧道施工救生舱有广泛的应用空间和市场价值。
[0003]现有技术中已经提出了一些关于隧道救生舱的技术方案，例如，CN201510492065.7公开了一种移动隧道救生舱，其包括舱体和履带总成，该救生舱能安全、稳定、多方向地移动，适时监测灾后隧道并主动移动救生舱至安全区域；又如，CN201510166924.3公开了一种隧道救生舱，其包括舱体，舱体上铰接有舱门与逃生门，舱体底部连接有履带，舱体内设有供风系统、供氧系统、空气净化系统、环境监控系统、通信系统及生存保障系统，其在事故发生后可为幸存人员提供避难空间，减少人员伤害。
[0004]然而，进一步的研究表明，考虑到隧道施工救生舱往往运行在特殊的地理环境之中，其综合行走性能属于该产品的关键性能指标之一，并直接会影响到日常运行及救援过程中的可靠性和操作便利性;但现有技术中缺乏对此方面的针对性研究和分析验证，导致同系列产品的合格验证规范化研制周期较长。相应地，本领域亟需对隧道施工救生舱的综合行走性能测试过程给出全面、规范的研究，进而有利于设计单位和制造单位获得更为准确、可控的评估标准。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法，其中通过结合隧道施工救生舱的本身结构和工作特性进行针对性研究，并将综合行走性能进一步划分为直行、爬坡和转向等因素进行逐一考察，同时对整个测试工艺的工序操作及特定要求进行全新设计，测试表明能够获得更为准确、全面且符合实际工况的测试结果，进而可基于该测试结果对隧道施工救生舱的行走部件进行优化设计。
[0006]为实现上述目的，按照本发明，提供了一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法，其特征在于，该测试方法包括下列步骤:
[0007](a)设置移动性能测试区域
[0008]该测试区域由彼此相连的前、后两段区域共同组成，其中前段区域的内部横跨设有两条模拟栈桥，这两条模拟栈桥相互平行并且各自具备18° ±3°的坡度;后段区域整体呈块状形状，其表面铺有碎石用于模拟碎石路况；
[0009](b)直行及爬坡测试步骤
[0010]将作为测试对象的隧道施工救生舱移动至所述前段区域的入口处，然后操作该救生舱以使其直线移动通过所述模拟栈桥:
[0011 ]其中当救生舱顺利通过所述模拟栈桥时，判定其直行及爬坡性能合格且继续执行步骤(C)，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及流程;否则，则停止测试，并判定其直行及爬坡性能不合格；
[0012](c)转向及机动性测试步骤
[0013]将隧道施工救生舱继续移动进入所述后段区域，并在模拟碎石路况上分别执行多角度的转向操作、以及前后移动至指定位置的操作:
[0014]其中当救生舱实现360°自由转向并且顺利前后移动至指定位置时，判定其转向及机动性合格且继续执行步骤(d)，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及路程;否则，则停止测试，并判定其转向或机动性不合格；
[0015](d)综合评估步骤
[0016]针对步骤(C)和(d)中所记录的直线移动时间及路程，计算得出相应的直线移动速度，进而判定该实际直线移动速度是否达到速度设计阀值，由此完成整体的行走性能测试过程。
[0017]作为进一步优选地，在步骤(a)中，所述模拟桟桥的规格优选被设定为:长8m，宽为1.2m;所述后段区域的规格优选被设定为:长8000mm，宽7500mm，并且碎石的铺设厚度为500mmo
[0018]作为进一步优选地，在步骤(b)中，分别采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式来执行测试。
[0019]作为进一步优选地，在步骤(C)中，分别采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式来执行测试。
[°02°] 作为进一步优选地，在步骤(d)中，所述速度设计阀值优选为16m/min±2m/min。
[0021]作为进一步优选地，对于作为测试对象的隧道施工救生舱而言，其包括箱体结构的舱体、设置在该舱体前后端面的方形舱门、设置在该舱体左右侧面的逃生门，以及配套安装在该舱体内部的供风系统、供氧系统、空气净化系统、环境监测系统、通讯系统、供电系统及生存保障系统
[0022]作为进一步优选地，对于所述舱体而言，其外部布置有外壳体钢板，内部交叉布置加强筋，并且这些加强筋采用如下方式布置:其中在所述舱体内部的前后端面，以水平和垂直的方式布置多根角钢作为加强筋;在在所述舱体内部的左右侧面，水平均匀布置多根扁钢作为加强筋;在所述舱体内部的底面，沿舱体长度方向均匀布置多根扁钢作为加强筋;在所述舱体内部的顶面，沿舱体长度方向均匀布置多根T型钢作为加强筋;此外，在所述舱体内部的纵向上，还设置有多圈T型钢作为加强筋，并且该多圈T型钢沿所述舱体的长度方向均匀分布。
[0023]作为进一步优选地，所述方形舱门和逃生门均为外开式结构；并且设置在所述舱体后端面的方形舱门通过螺栓固定在救生舱的内部，同时该方形舱门上还安装有用于对该舱门进行位置定位的定位传感器。
[0024]总体而言，按照本发明的以上技术方案与现有技术相比，通过结合隧道施工救生舱的本身结构和工作特性进行针对性研究，并在实际测试过程中将综合行走性能进一步划分为直行、爬坡和转向等因素进行逐一考察，较多的测试表明，其能够获得更为准确、全面且符合实际工况的测试结果，提高类似隧道施工救生舱系列产品的设计和检验效率，并可为行业制定标准提供参考。
【附图说明】
[0025]图1是按照本发明优选实施例所构建的移动性能测试区域的整体构造示意图；
[0026]图2示范性显示了按照本发明的行走性能测试工艺方法的整体流程图；
[0027]图3是按照本发明优选实施例的隧道施工救生舱测试样品的构造示意图；
[0028]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0029]1-舱体2-方形舱门3-逃生门4-设备安装系统5-人员避险区域6_行走单元
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]如同【背景技术】部分所指出地，考虑到隧道施工救生舱往往运行在特殊的地理环境之中，其综合行走性能属于该产品的关键性能指标之一，并直接会影响到日常运行及救援过程中的可靠性和操作便利性。然而，目前缺乏对此方面的针对性研究和分析验证，并导致同系列产品的合格验证规范化研制周期较长;相应地，本发明中重点针对行走性能的测试区域要求、测试工序安排、测试指标及其评估标准等多个重要方面进行了研究和改进，相应使得能够以便于操控、高效高质的方式获得更为准确、全面且符合实际工况的测试结果，并有助于提高类似隧道施工救生舱系列产品的设计和检验效率。
[0032]首先参看图1，按照本发明优选实施例所构建的移动性能测试区域的整体构造。具体而言，该测试区域由彼此相连的前、后两段区域共同组成，其中对于前段区域(图中显示为右侧)而言，它的的内部横跨设有通向后段区域的两条模拟栈桥，这两条模拟栈桥相互平行并且各自具备18° ± 3°的坡度，其主要用于评估考察救生舱样品的直行及爬坡性能;对于后段区域(图中显示为左侧)而言，其整体呈块状形状，并且表面铺有碎石用于模拟碎石路况，其主要用于评估考察救生舱样品的转向及机动性性能。
[0033]按照本发明的一个优选实施例，通过综合考虑隧道施工救生舱自身结构特点以及各类隧道实际施工场所的综合统计数据，上述模拟栈桥的规格优选被设定为:长8m，宽为
1.2m;所述后段区域的规格优选被设定为:长8000mm，宽7500mm，并且碎石的铺设厚度为500mm。以此方式，能够在确保测试结果精度的情况下，尽量提供更为紧凑、合理的测试区域布局安排，并提高整体测试效率。
[0034]下面将具体解释说明按照本发明的行走性能测试工艺。
[0035]如图2中所示，首先，是设置一个如图1中示范性给出的移动性能测试区域。该测试区域由彼此相连的前、后两段区域共同组成，其中前段区域的内部横跨设有两条模拟栈桥，这两条模拟栈桥相互平行并且各自具备18° ±3°的坡度;后段区域整体呈块状形状，其表面铺有碎石用于模拟碎石路况。
[0036]接着，执行直行及爬坡测试步骤。
[0037]其中将作为测试对象的隧道施工救生舱移动至图1中所示的前段区域的入口处，然后操作该救生舱以使其直线移动通过模拟栈桥，测试方式采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式:其中当救生舱顺利通过所述模拟栈桥时，判定其直行及爬坡性能合格且继续执行下一步骤，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及流程;否则，则停止测试，并判定其直行及爬坡性能不合格；
[0038]接着，执行转向及机动性测试步骤。
[0039]其中将隧道施工救生舱继续移动进入图1中所示的后段区域，并在模拟碎石路况上分别执行多角度的转向操作、以及前后移动至指定位置的操作，测试方式采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式:其中当救生舱实现360°自由转向并且顺利前后移动至指定位置时，判定其转向及机动性合格且继续执行下一步骤，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及路程;否则，则停止测试，并判定其转向或机动性不合格；
[0040]最后，执行综合评估步骤。
[0041]针对前两个步骤中所记录的直线移动时间及路程，计算得出相应的直线移动速度，进而判定该实际直线移动速度是否达到速度设计阀值，由此完成整体的行走性能测试过程。此外，按照本发明的一个优选实施例，所述速度设计阀值优选为16m/min 土 2m/min，也即实际直线移动速度达到该设计阀值时，则判定其行走速度指标同样符合要求。
[0042]按照本发明的另一优选实施例，对于作为测试对象的隧道施工救生舱而言，其可包括箱体结构的舱体1、设置在该舱体I前后端面的方形舱门2、设置在该舱体左右侧面的逃生门3，以及配套集成在该舱体内部的供风系统、供氧系统、空气净化系统、环境监测系统、通讯系统、供电系统及生存保障系统等，这些功能系统主要设置在设备安装区域4，施工人员进入救生舱后的保障空间为人员避险区域5;此外，该救生舱还配置有譬如为履带式结构的行走单元6。
[0043]更具体而言，对于所述舱体而言，其外部布置有外壳体钢板，内部交叉布置加强筋，并且这些加强筋采用如下方式布置:其中在所述舱体内部的前后端面，以水平和垂直的方式布置多根角钢作为加强筋;在在所述舱体内部的左右侧面，水平均匀布置多根扁钢作为加强筋;在所述舱体内部的底面，沿舱体长度方向均匀布置多根扁钢作为加强筋;在所述舱体内部的顶面，沿舱体长度方向均匀布置多根T型钢作为加强筋;此外，在所述舱体内部的纵向上，还设置有多圈T型钢作为加强筋，并且该多圈T型钢沿所述舱体的长度方向均匀分布。以此方式，能够确保在减轻舱体自重的同时，又能增强舱体的承载能力;舱体顶部为拱形设计，能更好的消化、吸收顶部的冲击载荷，同时能分散竖直方向上的静载荷。
[0044]另外，所述方形舱门和逃生门优选均为外开式结构；并且设置在所述舱体后端面的方形舱门通过螺栓固定在救生舱的内部，同时该方形舱门上还安装有用于对该舱门进行位置定位的定位传感器。以此方式，在发生塌方后，外部救援人员可通过后舱门上的定位传感器，准确获知后舱门位置，直接将救援逃生管道打至后舱门，便于避险人员的顺利逃出。
[0045]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种隧道施工救生舱的行走性能测试方法，其特征在于，该测试方法包括下列步骤: (a)设置移动性能测试区域 该测试区域由彼此相连的前、后两段区域共同组成，其中前段区域的内部横跨设有两条模拟栈桥，这两条模拟栈桥相互平行并且各自具备18° ± 3°的坡度;后段区域整体呈块状形状，其表面铺有碎石用于模拟碎石路况； (b)直行及爬坡测试步骤 将作为测试对象的隧道施工救生舱移动至所述前段区域的入口处，然后操作该救生舱以使其直线移动通过所述模拟栈桥: 其中当救生舱顺利通过所述模拟栈桥时，判定其直行及爬坡性能合格且继续执行步骤(C)，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及流程;否则，则停止测试，并判定其直行及爬坡性能不合格； (c)转向及机动性测试步骤 将隧道施工救生舱继续移动进入所述后段区域，并在模拟碎石路况上分别执行多角度的转向操作、以及前后移动至指定位置的操作: 其中当救生舱实现360°自由转向并且顺利前后移动至指定位置时，判定其转向及机动性合格且继续执行步骤(d)，同时全程记录救生舱在此操作过程中的直线移动时间及路程；否则，则停止测试，并判定其转向或机动性不合格； (d)综合评估步骤 针对步骤(C)和(d)中所记录的直线移动时间及路程，计算得出相应的直线移动速度，进而判定该实际直线移动速度是否达到速度设计阀值，由此完成整体的行走性能测试过程。2.如权利要求1所述的行走性能测试方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述模拟栈桥的规格优选被设定为:长8m，宽为1.2m;所述后段区域的规格优选被设定为:长8000mm，宽7500mm，并且碎石的铺设厚度为500mm。3.如权利要求1或2所述的行走性能测试方法，其特征在于，在步骤(b)中，分别采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式来执行测试。4.如权利要求3所述的行走性能测试方法，其特征在于，在步骤(c)中，分别采用舱内操作和舱外遥控操作两种方式来执行测试。5.如权利要求1-4任意一项所述的行走性能测试方法，其特征在于，在步骤(d)中，所述速度设计阀值优选为16m/min±2m/min。6.如权利要求1-5任意一项所述的行走性能测试方法，其特征在于，对于作为测试对象的隧道施工救生舱而言，其优选包括箱体结构的舱体、设置在该舱体前后端面的方形舱门、设置在该舱体左右侧面的逃生门，以及配套安装在该舱体内部的供风系统、供氧系统、空气净化系统、环境监测系统、通讯系统、供电系统及生存保障系统。
【文档编号】E21F11/00GK106017958SQ201610366904
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】苗德海, 王伟, 王春梅, 谢翠斌, 资谊, 李鸣冲, 刘浩, 赵和平, 程聪
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司