一种隧道施工应急救援逃生系统

技术领域

本发明涉及应急救援逃生装备技术领域，特别是一种隧道施工应急救援逃生系统。

背景技术

现有地下隧道施工中救援逃生设备单一，目前施工中发生险情救援逃生设备只有救生圈，多数是事后搜救。对于隧道地下透水或塌方事故往往束手无策，一旦发生则会造成较大人员伤亡。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种隧道施工应急救援逃生系统。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧道施工应急救援逃生系统，包括：

动力牵引装置，其包括地面动力牵引装置、牵引绳和中控装置，所述牵引绳一端卷绕于所述地面动力牵引装置的转轴上，所述牵引绳上间隔设置有多个连接器，所述连接器上设有挂钩接触感应传感器，所述挂钩接触感应传感器与所述中控装置信号连接，所述中控装置用于控制所述地面动力牵引装置的动作；

水下逃生装置，所述水下逃生装置设有牵引挂钩，所述牵引挂钩勾挂于所述牵引绳的连接器上。

采用本发明技术方案，在地下作业时，将牵引绳末端同步拖移至隧道内部作业位置，作业人员均配置水下逃生装置；在发生事故时，水下逃生装置的牵引挂钩与牵引绳的连接器连接，在人员就位后，通过遥控启动或自动检测启动地面动力牵引装置，实施拖拽返回，实现顺利逃生。

进一步地，所述地面动力牵引装置上设有限位控制器，所述牵引绳上位于连接器的前端设有限位机构，所述限位控制器与所述中控装置信号连接，在所述限位机构与所述限位控制器抵触时，所述中控装置发出控制所述地面动力牵引装置暂停动作的指令信号。

采用上述优选的方案，在牵引绳前端限位机构到达限位控制器时，地面动力牵引装置立即暂停运行，第一个逃生人员已顺利到达地面，然后再继续牵引逐个对后面逃生人员施救。

进一步地，在所述牵引绳上位于连接器的前端还设有压力感应球，所述压力感应球内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述中控装置信号连接。

采用上述优选的方案，前端压力感应球能提前感知前方是否塌方或空间是否缩小，遇阻后自动急停，防止逃生人员受伤，在人员确认安全后，再二次启动。

进一步地，还包括沿牵引绳安装的水浸传感器和报警器，所述水浸传感器和所述报警器均与所述中控装置信号连接，在所述水浸传感器遇水感应后，所述报警器发出报警信号；还包括视频对讲系统，所述视频对讲系统与所述中控装置信号连接。

采用上述优选的方案，水浸传感器检测到水位达到一定高度后，通过报警器自动发声报警提示，进行返回操作，并在人员就位后手动遥控或自动启动动力牵引装置。视频对讲系统方便与被困人员及时沟通交流，了解地下情况。

进一步地，所述水下逃生装置包括逃生气囊，逃生气囊包括:

内皮层，所述内皮层上设有人员入口，所述内皮层内设有用于封闭所述人员入口的密封贴；

多个柱形气囊，所述柱形气囊的长度方向沿着所述逃生气囊的长度方向设置，多个柱形气囊成环形分布于所述内皮层的四周，各个所述柱形气囊之间相互隔离；

压缩气体瓶，所述压缩气体瓶的瓶口设有放气开关，各个所述柱形气囊的进气口分别经止回阀连通至所述压缩气体瓶的放气口；

牵引挂钩，其用于勾挂至牵引绳的连接器上。

采用上述优选的方案，未使用前，逃生气囊处于折叠状态，占用空间小，方便携带。在发生透水事故后，打开压缩气体瓶的放气开关，柱形气囊快速充气后，撑起气囊，中间留出人员避险空间；柱形气囊之间相互隔离，一个柱形气囊破损后，其他柱形气囊不受影响，确保提供稳定浮力，实现顺利逃生。

进一步地，所述压缩气体瓶包括左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶，一部分所述柱形气囊由所述左侧压缩气体瓶充气，另一部分所述柱形气囊由所述右侧压缩气体瓶充气，与左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶匹配的柱形气囊以一隔一交替设置为佳。

进一步地，所述压缩气体瓶包括左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶，多个柱形气囊包括分布于沿内皮层长度方向左侧的多个左侧柱形气囊和分布于沿内皮层长度方向的多个右侧柱形气囊，所述左侧柱形气囊和所述右侧柱形气囊相隔离。

采用上述优选的方案，气囊两端头各有一个压缩气体瓶，各控制一半的柱形气囊，保证关键时刻，气瓶可用，即使一个压缩气体瓶漏气情况下气囊也能打开使用。

进一步地，还包括位于所述柱形气囊外围的耐磨橡胶外皮，所述耐磨橡胶外皮对应于所述人员入口位置为缺口或设置可开闭的开口。

进一步地，所述耐磨橡胶外皮外围箍设有沿椭球长轴方向设置的钢丝绳，所述牵引挂钩连接在所述钢丝绳的一端。

采用上述优选的方案，可以使气囊均匀受力，确保牵引受力安全，避免承载人体重量后局部受力变形过大。

进一步地，还包括位于端部的端板，所述端板上设有楔形孔和与所述楔形孔匹配的楔形圆板，所述柱形气囊的充气通道从所述楔形孔内通过。

采用上述优选的方案，在人员进入内皮层内部后，只要双脚和双手可以伸直顶紧，二次隔绝各个柱形气囊；人员通过双手和双脚顶压两端楔形圆板，可以将气囊顶成更尖的椭圆，可减少牵引方向的端面尺寸及阻力，便于穿越狭小空间。

进一步地，所述内皮层内预置有过氧化钠包、应急照明、应急储备食品和密封胶带。

采用上述优选的方案，预置的救急物资，可定期打开更换；救急物资确保事故发生后，人员自救和配合救援效果，确保等待救援期间的补给。

进一步地，所述水下逃生装置包括逃生穿戴装置，所述逃生穿戴装置包括：

供氧头盔，所述供氧头盔的下部设有脖颈防水收紧器，所述供氧头盔的盔体骨架的左右两侧分别设置有握持把手，在盔体骨架的顶部连接有牵引挂钩，所述牵引挂钩用于勾挂于牵引绳的连接器上；

沉浮背心，所述沉浮背心内设有可充气腔体，还包括连接在所述沉浮背心上的压缩空气瓶、氧气瓶和固体过氧化钠瓶，所述压缩空气瓶经充气开关连接到可充气腔体，所述沉浮背心上还设置有与所述可充气腔体连通的泄气开关，所述氧气瓶和固体过氧化钠瓶都经通气管连通至所述供氧头盔内，所述氧气瓶的出气口设置供氧开关。

采用上述优选的方案，穿戴简单方便，配置小型氧气瓶和固体过氧化钠瓶以确保逃生人员水下的供氧需求；沉浮背心可冲放气，便于逃生人员在水下沉浮避过障碍物，通过牵引挂钩配合地面动力牵引装置，有助于快速逃离透水隧道；握持把手供双手扶持，减轻在牵引定向返回时脖颈部的受力。

进一步地，所述供氧头盔上还设有防水照明灯。

采用上述优选的方案，便于逃生人员观察水下状况。

进一步地，所述供氧头盔内还设有语音提示器。

采用上述优选的方案，通过语音提示逃生人员正确的穿戴步骤。

进一步地，还包括遇水检测传感器和穿戴装置位置提示器。

采用上述优选的方案，用于提示逃生穿戴装置的位置，有助于被困人员能第一时间找到后马上使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图4是本发明隧道施工应急救援逃生系统的救援实施过程示意图；

图5是本发明隧道施工应急救援逃生系统另一种实施方式的结构示意图

图6是逃生气囊的截面结构示意图；

图7是逃生气囊的结构示意图；

图8是逃生气囊端部的局部结构示意图；

图9是供氧头盔的结构示意图；

图10是沉浮背心的背面结构示意图；

图11是沉浮背心的正面结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

10-水下逃生装置；11-内皮层；111-人员入口；12-柱形气囊；13-压缩气体瓶；131-放气开关；14-牵引挂钩；15-耐磨橡胶外皮；16-钢丝绳；17-端板；171-楔形孔；172-楔形圆板；21-地面动力牵引装置；211-限位控制器；22-牵引绳；221-连接器；222-限位机构；223-压力感应球；224-水浸传感器；23-中控装置；31-供氧头盔；311-脖颈防水收紧器；312-防水照明灯；313-盔体骨架；314-握持把手；315-牵引挂钩；32-沉浮背心；321-充气开关；322-泄气开关；33-压缩空气瓶；34-氧气瓶；35-固体过氧化钠瓶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，一种隧道施工应急救援逃生系统，包括：

动力牵引装置，其包括地面动力牵引装置21、牵引绳22和中控装置23，牵引绳22一端卷绕于地面动力牵引装置21的转轴上，牵引绳22上间隔设置有多个连接器221，连接器221上设有挂钩接触感应传感器，所述挂钩接触感应传感器与中控装置23信号连接，中控装置23用于控制地面动力牵引装置21的动作；

水下逃生装置10，水下逃生装置10的牵引挂钩勾挂于动力牵引装置的连接器221上。

如图1-4，示出了隧道施工应急救援逃生系统的救援实施过程。在地下作业时，将牵引绳末端同步拖移至隧道内部作业位置，作业人员均配置水下逃生装置(图1所示)；在发生事故时，水下逃生装置的牵引挂钩与牵引绳的连接器连接，人员配置好水下逃生装置(图2所示)；人员安全就位后，通过遥控启动或自动检测启动地面动力牵引装置实施拖拽返回(图3所示)；最后人员被成功营救至地面(图4所示)。

在本申请中，中控装置与地下装置和遥控器之间具体信号传输方式不作限定，可采用无线通信信号连接；对于距离较长隧道施工，可以随牵引绳设置通讯信号线，以确保通信可靠性；还可以有线和无线相结合的方式实现通讯，兼顾信号传输可靠性和操作便利性。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，地面动力牵引装置21上设有限位控制器211，牵引绳22上位于连接器的前端设有限位机构222，限位控制器211与中控装置23信号连接，在限位机构222与限位控制器211抵触时，中控装置23发出控制地面动力牵引装置21暂停动作的指令信号。采用上述技术方案的有益效果是：在牵引绳前端限位机构到达限位控制器时，地面动力牵引装置立即暂停运行，第一个逃生人员已顺利到达地面，然后再继续牵引逐个对后面逃生人员施救。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，在牵引绳22上位于连接器221的前端还设有压力感应球223，压力感应球223内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述中控装置信号连接。采用上述技术方案的有益效果是：前端压力感应球能提前感知前方是否塌方或空间是否缩小，遇阻后自动急停，防止逃生人员受伤，在人员确认安全后，再二次启动。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括沿牵引绳安装的水浸传感器224和报警器，水浸传感器224和所述报警器均与所述中控装置信号连接，在水浸传感器224遇水感应后，所述报警器发出报警信号；还包括视频对讲系统，所述视频对讲系统与所述中控装置信号连接。采用上述技术方案的有益效果是：水浸传感器检测到水位达到一定高度后，通过报警器自动发声报警提示，进行返回操作，并在人员就位后手动遥控或自动启动动力牵引装置。视频对讲系统方便与被困人员及时沟通交流，了解地下情况。

如图6-8所示，在本发明的另一些实施方式中，所述水下逃生装置包括逃生气囊，逃生气囊包括:

内皮层11，内皮层11上设有人员入口111，内皮层11内设有用于封闭人员入口111的密封贴；

多个柱形气囊12，柱形气囊12的长度方向沿着逃生气囊10的长度方向设置，多个柱形气囊12成环形分布于内皮层11的四周，各个柱形气囊12之间相互隔离；

压缩气体瓶13，压缩气体瓶13的瓶口设有放气开关131，各个柱形气囊12的进气口分别经止回阀连通至压缩气体瓶13的放气口；

牵引挂钩14，其用于勾挂至牵引绳的连接器上。

采用上述技术方案的有益效果是：未使用前，逃生气囊处于折叠状态，占用空间小，方便携带。在发生透水事故后，打开压缩气体瓶的放气开关，柱形气囊快速充气后，撑起气囊，中间留出人员避险空间；柱形气囊之间相互隔离，一个柱形气囊破损后，其他柱形气囊不受影响，确保提供稳定浮力，实现顺利逃生。

在本发明的另一些实施方式中，所述压缩气体瓶包括左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶，一部分所述柱形气囊由所述左侧压缩气体瓶充气，另一部分所述柱形气囊由所述右侧压缩气体瓶充气，与左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶匹配的柱形气囊以一隔一交替设置为佳。

在本发明的另一些实施方式中，所述压缩气体瓶包括左侧压缩气体瓶和右侧压缩气体瓶，多个柱形气囊包括分布于沿内皮层长度方向左侧的多个左侧柱形气囊和分布于沿内皮层长度方向的多个右侧柱形气囊，所述左侧柱形气囊和所述右侧柱形气囊相隔离。可选择左侧柱形气囊的全部或者其中一部分由左侧压缩气体瓶充气，右侧柱形气囊的全部或者其中一部分由右侧压缩气体瓶充气。采用上述技术方案的有益效果是：气囊两端头各有一个压缩气体瓶，各控制一半的柱形气囊，保证关键时刻，气瓶可用，即使一个压缩气体瓶漏气情况下气囊也能打开使用。

如图6所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括位于柱形气囊12外围的耐磨橡胶外皮15，耐磨橡胶外皮15对应于所述人员入口位置为缺口或设置可开闭的开口。耐磨橡胶外皮15外围箍设有沿椭球长轴方向设置的钢丝绳16，牵引挂钩14连接在钢丝绳16的一端。采用上述技术方案的有益效果是：可以使气囊均匀受力，确保牵引受力安全，避免承载人体重量后局部受力变形过大。

在本发明的另一些实施方式中，逃生气囊撑开后，提供直径80cm，长200cm的椭圆内部净空，逃生气囊能提供500kg左右的浮力，可以容纳2人逃生。

如图8所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括位于端部的端板17，端板17上设有楔形孔171和与楔形孔匹配的楔形圆板172，柱形气囊12的充气通道从楔形孔171内通过。采用上述技术方案的有益效果是：在人员进入内皮层内部后，只要双脚和双手可以伸直顶紧，二次隔绝各个柱形气囊；人员通过双手和双脚顶压两端楔形圆板，可以将气囊顶成更尖的椭圆，可减少牵引方向的端面尺寸及阻力，便于穿越狭小空间。

在本发明的另一些实施方式中，内皮层11内预置有过氧化钠包、应急照明、应急储备食品和密封胶带。采用上述技术方案的有益效果是：预置的救急物资，可定期打开更换；救急物资确保事故发生后，人员自救和配合救援效果，确保等待救援期间的补给。

如图9-11所示，在本发明的另一些实施方式中，所述水下逃生装置包括逃生穿戴装置，所述逃生穿戴装置包括：

供氧头盔31，供氧头盔31的下部设有脖颈防水收紧器311，供氧头盔31的盔体骨架313的左右两侧分别设置有握持把手314，在盔体骨架314的顶部连接有牵引挂钩315，牵引挂钩315用于勾挂于牵引绳的连接器上；

沉浮背心32，沉浮背心32内设有可充气腔体，还包括连接在沉浮背心上的压缩空气瓶33、氧气瓶34和固体过氧化钠瓶35，压缩空气瓶33经充气开关321连接到可充气腔体，沉浮背心32上还设置有与所述可充气腔体连通的泄气开关322，氧气瓶34和固体过氧化钠瓶35都经通气管连通至供氧头盔31内，氧气瓶34的出气口设置供氧开关。

采用上述技术方案的有益效果是：穿戴简单方便，配置小型氧气瓶和固体过氧化钠瓶以确保逃生人员水下的供氧需求；沉浮背心可冲放气，便于逃生人员在水下沉浮避过障碍物，通过牵引挂钩配合地面动力牵引装置，有助于快速逃离透水隧道；握持把手供双手扶持，减轻在牵引定向返回时脖颈部的受力。

如图9所示，在本发明的另一些实施方式中，供氧头盔31上还设有防水照明灯312。采用上述技术方案的有益效果是：便于逃生人员观察水下状况。

在本发明的另一些实施方式中，所述供氧头盔内还设有语音提示器，通过语音提示器提示穿戴步骤，提示语音例如“第一步，穿戴好头盔、背心；第二步，拉好脖颈防水收紧器；第三步，连接背心供氧气管；上浮请按背心左侧下方开关，下沉请按背心左侧上方开关”。采用上述技术方案的有益效果是：通过语音提示逃生人员正确的穿戴步骤。

在本发明的另一些实施方式中，还包括遇水检测传感器和穿戴装置位置提示器。如水位上升至下垂的遇水检测传感器后，穿戴装置位置提示器发出语音，例如“我在这里，请快速穿戴”。采用上述技术方案的有益效果是：用于提示逃生穿戴装置的位置，有助于被困人员能第一时间找到后马上使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。