一种应用于隧道内的紧急密封避险装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，包括弹性皮囊，通过注入管路与弹性皮囊连通的填充材料腔、设置在所述注入管路上的注入设备及控制系统，可以在隧道洞口、隧道中及隧道相关结构处使用。与现有技术相比，本发明专利技术具有构造简单灵活，维护使用方便可靠，应急响应起效快，封闭支护效果好等优点。

An emergency sealing and avoiding device used in tunnels

The invention relates to an emergency sealing and avoiding device applied in a tunnel, including an elastic skin bag, which can be used at tunnel entrance, tunnel and tunnel related structures through a filling material cavity connected with the elastic skin bag, an injection device and a control system arranged on the injection pipeline. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple and flexible structure, convenient and reliable maintenance, quick emergency response and good closed support effect.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于隧道内的紧急密封避险装置
本专利技术涉及隧道施工安全领域，尤其是涉及一种应用于隧道内的紧急密封避险装置。
技术介绍
目前我国正处在地铁、公路隧道、地下管网隧道高速发展周期，在此期间，发生了多起在施工过程中的较大、重大工程事故，造成了较大的人员和经济损失，社会影响较大。同时，随着已建成的隧道运营时间变长，隧道自身寿命，隧道周围地层的变化，例如水土流失等对隧道的安全造成潜在的威胁。以上的威胁往往具有较大的突发性和不可预见性，因此如何减少甚至预防隧道工程事故及次生灾害是当前非常迫切的课题。现有成型隧道中的防护措施主要为同时兼做人防用的应急密封门，由于结构限制，应急密封门只能在隧道总体规划时确定安装位置和接口，安装位置固定，安装间距也较大，需要信号、电器专业配合，其中一个环节发生故障只能采用就地关闭的方式，因此在突发事件，尤其在隧道的施工过程中并不能产生理想的效果。在目前隧道施工过程中，遇到喷涌和较大漏水时，目前往往还采用沙袋堆墙、混凝土加注等人工措施，在此类抢险过程中也有加工钢结构水闸门进行封堵的措施和采用冷冻的措施，此类措施应对时间较长，在紧急情况下处理不当还会产生次生灾害。因此，如何在最短响应时间内对突发隧道灾害发生的位置、工作面进行封堵防护，防止次生灾害的发生，同时留出足够的安全通道和安全处理时间是值得探讨的问题，也是本专利需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，防治上述现有隧道施工过程中的风险，已建成的公路、地铁、管网隧道自身结构寿命和受到周围地质灾害情况下的结构破损隐患。在灾害发生时可以对隧道起到及时有效的阻隔封堵、支护作用，防止次生灾害的发生，并留出足够的救援和抢险时间。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，包括弹性皮囊，通过注入管路与弹性皮囊连通的填充材料腔、设置在所述注入管路上的注入设备及控制系统。优选地，弹性皮囊为弹性材料，例如橡胶等制成的可折叠皮囊，并且还可以带有限位装置，不同规格截面的隧道采用不同的皮囊充盈外形，橡胶皮囊材质具有较高的拉伸强度和弹性，能够适用于各种隧道规格。优选地，弹性皮囊在非应急状态下，可折叠保存在隧道内壁上，不占用较大的空间，安装形式可采沿隧道内壁周向的敷设，或固定在隧道单侧、双侧采用背包式或其他灵活的固定方式；或者，弹性皮囊可折叠保存在盾构掘进机的工作面或者后配套台车的最后端，不占用较大的空间，保存形式采用沿盾构设备结构采用周向的敷设，或采用背包式固定在最后一节台车的端面的单侧或双侧。优选地，弹性皮囊设有一个或多个，多个弹性皮囊组合使用时，组合形式包括但不限于：同个截面内多个组合使用对同一截面进行阻断；多个截面内组合使用，使隧道轴线内多个断面上产生阻断作用；隧道内某个位置相邻组合使用，使隧道轴线上单处形成多个紧靠的皮囊，提供更大的阻断效果。优选地，弹性皮囊上安装有压力传感器。优选地，注入管路上带有单向阀，防止泄压，并且在应急时能够通过皮囊上的带单向阀管路，利用填充材料腔向弹性皮囊中迅速充满压缩空气、水、或聚氨酯等材质，将风险面隔断，且内压合理抵抗外部负载，不对成型管片造成破坏。优选地，弹性皮囊充满并建立合理内压，采用至少备用1路的管路设计，具有较高的安全冗余。优选地，控制系统对注入弹性皮囊中的压缩空气、水或聚氨酯量进行就地和远程控制，有效的控制注入设备如空压机、泵等启动，并将皮囊充满起效，并配合压力传感器反馈信号，具有一定的压力控制和持续保压作用。优选地，弹性皮囊充满时，除皮囊自身与隧道内壁的摩擦力外，对皮囊沿隧道轴向的位移进行辅助限制。皮囊可靠安装、安置于隧道内，在发生险情时，可以通过就地的开关或者远程的控制箱来控制，启动加注泵设备，将预存的加注材料(水、空气、聚氨酯、高分子材料，或其混合物等)，通过预设管路将皮囊充满。由于体量较大，存放条件差，不建议采用爆炸式充气。通过控制加注材料的注入量或者皮囊上的压力传感器来产生合适的内压，充满的皮囊形成贴紧隧道内壁的形态，产生支护和封闭作用，并通过皮囊外壁和管片内壁间的摩擦力和限位装置抵抗隧道内正面水压，不被喷涌和塌陷物带走，起到抵抗隧道内轴向负载作用。在应对较大的隧道截面和有限的安装空间时，可以采用同断面内多个充填皮囊组合体作用来填充隧道截面。同时皮囊根据需要可以在相邻断面安装数个进行联合作用，产生较大的抗力和阻断效果。使用的弹性皮囊包括便携式、设备装载式、固定式等结构。1.便携式：将皮囊折叠成规则形状，每件重量控制在15kg以内(符合单人搬运标准)，外留带有单向阀的加注口和压力传感器。在成型隧道中可以储备在隧道中固定位置随时取用；在隧道施工过程中可以储存在盾构设备的后配套台车上，方便随时取用；或直接由外界送入隧道中使用。2.设备装载式：在在建隧道中，将叠成规则形状的皮囊按安装在盾构、TBM掘进设备尾部，或者后配套台车尾部；在已建隧道中，将皮囊按规则形状安装在运营车辆头尾部。在掘进设备上配置加注泵设备、管路和加注材料，在危险发生时，可以就地直接使用或在地面发出操控信号，迅速封堵和支撑隧道截面，形成封闭和支撑体系，有效延缓或者阻隔喷涌物，留出逃生空间，并降低隧道损坏造成的工程损失。3.固定式：将皮囊安装、敷设在成型隧道内，或隧道洞口端面固定位置，按风险评估要求设定安装间距，接好专用管路和压力传感器，在隧道内固定位置或隧道外固定位置存放注入泵和加注材料，成为隧道风险预案其中的一个环节，在隧道遭遇险情时实施就地和远程的加注作业，封闭隧道，降低隧道事故风险，减少隧道事故损失。与现有技术相比，本专利技术可应用于种成型隧道内，隧道施工掘进过程中，盾构进出洞过程中，在隧道洞口、隧道中及隧道相关结构处使用，构造简单可靠，不使用时空间占用小、安装或携带方便，较高的伸张性特点可以适应隧道内既有构筑物和设备的情况，实现较好的填充封闭效果。起效时间短，可以实现远程、就地作业，作业风险低，作业人员少，起效时间短、效率高，具有一定的强度，起到临时支护和封闭的作用，且可以累加、组合使用，具有分段实施的效果，安全实用性强。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术在大断面隧道的安装示意图；图3为本专利技术在普通隧道断面内的安装示意图；图4为本专利技术在普通隧道断面内的安装示意图；图5为本专利技术在隧道(横)断面内填充生效的示意图；图6为本专利技术单件在隧道(纵)断面内填充生效示意图；图7为本专利技术多件组合隧道(纵)断面内填充生效示意图。图中，1-弹性皮囊，2-就地控制开关，3-压力传感器，4-单向阀，5-主注入泵，6-备用注入泵，7-注入管路，8-填充材料腔，9-综合控制箱，10-隧道，11-限位机构。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例一种隧道内用的紧急密封装置，其结构如图1所示，包括弹性皮囊1，通过注入管路7与弹性皮囊1连通的填充材料腔8、设置在注入管路7上的主注入泵5、备用注入泵6、单向阀4，以及综合控制箱9作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，其特征在于，该装置包括弹性皮囊，通过注入管路与弹性皮囊连通的填充材料腔、设置在所述注入管路上的注入设备及控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，其特征在于，该装置包括弹性皮囊，通过注入管路与弹性皮囊连通的填充材料腔、设置在所述注入管路上的注入设备及控制系统。2.根据权利要求1所述的一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，其特征在于，所述弹性皮囊为弹性材料制成的可折叠皮囊。3.根据权利要求2所述的一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，其特征在于，所述弹性皮囊在非应急状态下，可折叠保存在隧道内壁上，安装形式可采沿隧道内壁周向的敷设，或固定在隧道单侧、双侧采用背包式或其他灵活的固定方式。4.根据权利要求2所述的一种应用于隧道内的紧急密封避险装置，其特征在于，所述弹性皮囊在非应急状态下，可折叠保存在盾构掘进机的工作面或者后配套台车的最后端，保存形式采用沿盾构设备结构采用周向的敷设，或采用背包式固定在最后一节台车的端面的单侧或双侧。5.根据权利要求1-4中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈冲，王宝童，郭飞，
申请(专利权)人：上海力行工程技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31