[发明专利]一种隧道施工救生舱的生存保障系统及其运行测试方法

说明书

技术领域

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生存保障系统及其运行测试方法。

背景技术

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。

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，CN 201510492065.7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，CN 201510166924.3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。

然而，进一步的研究表明，考虑到隧道施工救生舱的一些功能模块如供风单元、供氧单元和空气净化单元等，其直接影响到塌方发生后施工人员进入救生舱内部避险的基本生存保障，因此有必要对其运行状况是否满足需求作出贴合实际运用场合特点的模拟测试；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生存保障系统及其运行测试过程给出全面、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

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生存保障系统及其运行测试方法，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，对生存保障系统的各个组成单元在其具体结构和设置方式方面做出了改进；尤其是，还对这些组成单元的整体运行测试过程做出了全新设计，实际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生存保障系统进行优化设计。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种隧道施工救生舱的生存保障系统，该生成保障系统包括供风单元、供氧单元和空气净化单元，其特征在于：

所述供风单元设置在救生舱的内部，并包括箱体和多级过滤器，其中该箱体的进风口可控地连接至救生舱外部空压机所产生的高压空气，然后使得导入的高压空气经由供风管路进入所述多级过滤器执行分层过滤，再经由承压管路实现减压，最后经由消音器实现降噪，由此为舱内人员提供供风压力为0.1MPa～0.3MPa，人均供风量不低于0.3m³/min，连续噪声不大于70dB的空气；

所述供氧单元设置在救生舱的内部，并包括多个氧气瓶、汇流排和氧气箱，其中这多个氧气瓶的压缩氧气经由所述汇流排执行首次减压和汇总，并经由减压阀实现二次减压后输送至所述氧气箱，由此为舱内人员提供压力为0.1MPa～0.2Mpa、人均供氧量不低于0.5L/min，供氧流速不超过30m/s，连续噪音不大于70dB的氧气；

所述空气净化单元同样设置在救生舱的内部，并呈现为自上到下三层分布的箱体结构，其中未净化处理的空气被导入最下层，然后经由配置在中间层的过滤元件执行多层过滤，最后经由配置在最上层的风扇予以排出，由此为舱内人员提供无有毒成分和粉尘、并且CO₂浓度<1.0％的净化后空气。

作为进一步优选地，对于所述供风单元而言，所述多级过滤器优选为三级过滤器，并且其流量为6m³/min～8m³/min。

作为进一步优选地，对于所述供氧单元而言，所述多个氧气瓶优选为7个氧气瓶，并且每个氧气瓶的容量为40L，压力为15MPa。

作为进一步优选地，对于所述空气净化单元而言，所述过滤元件包括CO₂吸附剂、吸湿剂和活性炭，并且它们被放置于可抽拉设置在所述中间层的托盘之上。

按照本发明的另一方面，还提供了针对上述生存保障系统的运行测试方法，其特征在于，该测试方法包括下列步骤：

(a)供风单元的运行测试步骤

(a1)首先连接并启动处于救生舱外部的所述空压机，将该空压机的输出压强设定为0.6MPa～0.8Mpa；