隧道横通道应急防护门

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，特别地，涉及一种隧道横通道应急防护门。

背景技术

随着国家基础设施建设的持续发力和高质量城市发展的需要，越江隧道、蕴含大量水体的复杂山区隧道等高风险项目逐渐增多。现行隧道建设方案一般为上下行分离的左右洞方案，在施工期紧张时，经常利用超前施工的洞室经横通道以增加施工作业面，并通行车辆、人员、物资的调配运输。下穿江河湖泊、水库及蕴含大量水体的地层时，可能会因地层突变导致大量水体泄露淹没隧道的极端情况，如某隧道下穿水库段施工时，由于一侧洞室发生透水事故，导致水体迅速进入另一侧的洞室内，造成多名施工人员伤亡。

由于现阶段规范仅规定运营期隧道左右洞室分区防火的要求，对施工及运营期的防淹无明确规定，因此市面上暂无具有应急防淹及防火隔烟双重功能的隧道横通道应急防护门，无法实现利用一套防护门系统实现施工期间的挡水防淹、运营期防火隔烟两个功能需求，以实现隧道横通道应急防护门的永临结合。

发明内容

本发明提供了一种隧道横通道应急防护门，以解决现有一套防护门系统不能实现施工期间的挡水防淹、运营期的防火隔烟两个功能需求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种隧道横通道应急防护门，横通道连通于左右两侧的主洞之间，应急防护门分设于横通道的两端内且靠近对应侧的主洞处；应急防护门包括用于挡水且可防火的防护门板、用于驱动防护门板动作的动作驱动装置、用于遇水后触发动作驱动装置动作的遇水触发装置；防护门板安装于横通道内设置的门洞处；遇水触发装置设置于防护门板与对应侧的主洞之间，且与动作驱动装置相连，以用于在横通道内涌水深度达到设定值时触发动作驱动装置启动；动作驱动装置设置于横通道的顶部且与防护门板相连，以用于在遇水触发装置的触发下启动，使收卷于门洞上方的防护门板下放封闭门洞，进而阻断横通道内的涌水通过横通道涌入另一侧的主洞内。

进一步地，动作驱动装置包括设置于门洞上方的卷轴、沿卷轴的长度方向依次间隔装设于卷轴上的卷轮、连接于卷轴一端的外置电机；卷轴沿门洞的宽度方向布设，以用于在隧道的施工期配合卷轮卷绕防护门板；外置电机设置于两扇防护门板之间的横通道的顶部，且与遇水触发装置相连。

进一步地，遇水触发装置包括设置于横通道底端墙壁上且上下依次布设的上液位检测器和下液位检测器，及与上液位检测器和下液位检测器分别相连的控制器；控制器与外置电机相连；或者遇水触发装置包括设置于横通道底端墙壁上的液位检测器，及与液位检测器相连的控制器；控制器与外置电机相连。

进一步地，遇水触发装置包括设置于横通道底端墙壁上的外盒体，相对间隔设置于外盒体内的两个吸水膨胀柱、连接于两个吸水膨胀柱顶端的可移动限位条、连接弹簧、卷绕有丝线的轮轴、滑轮组，及设置于外盒体外的铁块；外盒体镂空设置，以使横通道内的涌水涌入外盒体内；轮轴转动设置，其上设有带沟槽的连接块，连接弹簧位于可移动限位条的上方，且连接弹簧的一端连接外盒体的内壁面，其相对的另一端钩挂于连接块的沟槽中，以对轮轴的转动进行限位；滑轮组分设于外盒体内外，丝线缠绕于轮轴上，且其自由端分别绕设滑轮组后端部悬吊连接铁块，铁块悬吊于外置电机的启动开关的正上方。

进一步地，隧道横通道应急防护门还包括烟雾触发装置，烟雾触发装置设置于主洞的顶部且与对应侧的动作驱动装置的外置电机相连，以用于在主洞发生火灾时触发动作驱动装置启动，以使收卷的防护门板下放封闭门洞。

进一步地，门洞呈方型，其周边上设有内凹且连通呈方框型的泌水门槽，泌水门槽包括位于门洞顶部的顶部门槽、位于门洞两侧的侧边门槽、位于门洞底部的底部门槽；动作驱动装置内置安装于顶部门槽内；防护门板下放后的外周边装设于对应侧的泌水门槽内；底部门槽连接有将积水外排的排水管。

进一步地，隧道横通道应急防护门还包括用于密封泌水门槽的封槽软条带，封槽软条带沿泌水门槽的延伸方向粘贴于门洞的周边上；封槽软条带上设有沿其长度方向延伸的易折结构，以用于在防护门板下落时受力断开使防护门板顺畅下放，并封槽软条带的两条断开边分别紧贴防护门板相对的两面密封。

进一步地，隧道横通道应急防护门还包括铺设于侧边门槽和底部门槽槽底面上的膨胀密封带；膨胀密封带用于吸水后膨胀包覆防护门板对应的侧边，以密封防护门板与对应侧的泌水门槽之间的间隙。

进一步地，防护门板包括与门洞相适应的卷帘门体、设置于卷帘门体两侧的两排依次间隔设置的滚轮、用于安装各滚轮的支撑架；卷帘门体用于在隧道施工期收卷于动作驱动装置上；滚轮滚动支撑于对应侧的膨胀密封带上。

进一步地，卷帘门体包括方型板状的中心骨架体、粘合于中心骨架体相对两面上的防火布、粘贴于防火布上并在隧道运营期去除的防水卷材；中心骨架体包括充填内部的隔热材料、沿中心骨架体的宽度方向依次间隔设置且沿高度方向延伸的内置钢链、水平设置且分设于中心骨架体上下两端的嵌套环管、沿高度方向依次铺设于隔热材料两面上的内置钢条带；内置钢链的两端分别连接对应端的嵌套环管；内置钢条带沿水平方向延伸，且隔热材料两面上的内置钢条带对应设置且连接形成中心骨架体的节段。

本发明具有以下有益效果：

本发明针对市面上暂无下穿江河湖泊、水库及蕴含大量水体地层等高风险隧道工程施工期所需的横通道应急防护门，以及与施工、运营期相结合的隧道用防淹、防火两用防护门的问题，提出一种能在隧道施工期实现横通道挡水，运营期还能实现分区防火功能的挡水、防火两用防护门；该应急防护门在平时正常施工时为收卷状态，不影响正常施工，但当一个洞室突发大量渗漏水灾害时，能自动下放关闭，进而隔断横通道，避免涌水通过横通道涌入另一个洞室造成水淹事故，从而减少财产损失；同时，该应急防护门还具有隔烟、防火功能，使得其能满足隧道施工期及运营期两个阶段的功能需求，实现工程建设提倡的“临永结合”；本发明的应急防护门采用小型装置的集成，实现隧道横通道防护门板的自动关闭，同时通过设计一种新的卷帘式的应急防护门结构体系，使得该防护门能应用于特殊水文地质条件下的隧道施工期横通道挡水及运营期横通道防火，实现隧道工程建设期间提倡的“永临结合”要求，具有较好的经济价值和实用价值，随着基础设施建设市场的进一步拓展，该防护门具有较好的市场前景。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的隧道横通道应急防护门主视图；

图2是图1中Ⅰ-Ⅰ向剖视结构示意图；

图3是图1中Ⅱ-Ⅱ向剖视结构示意图；

图4是本发明优选实施例的隧道横通道应急防护门侧视图；

图5是图1中遇水触发装置的第四实施例结构示意图。

图例说明

10、横通道；101、周边；20、主洞；30、防护门板；31、卷帘门体；311、中心骨架体；3111、隔热材料；3112、内置钢链；3113、嵌套环管；3114、内置钢条带；312、防火布；313、防水卷材；32、滚轮；33、支撑架；40、动作驱动装置；41、卷轴；42、卷轮；43、外置电机；50、遇水触发装置；51、外盒体；52、吸水膨胀柱；53、可移动限位条；54、连接弹簧；55、滑轮组；56、丝线；57、轮轴；58、铁块；61、顶部门槽；62、侧边门槽；63、底部门槽；70、排水管；80、封槽软条带；90、膨胀密封带；110、限位挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种隧道横通道应急防护门，横通道10连通于左右两侧的主洞20之间，应急防护门分设于横通道10的两端内且靠近对应侧的主洞20处。应急防护门包括用于挡水且可防火的防护门板30、用于驱动防护门板30动作的动作驱动装置40、用于遇水后触发动作驱动装置40动作的遇水触发装置50。防护门板30安装于横通道10内设置的门洞处。遇水触发装置50设置于防护门板30与对应侧的主洞20之间，且与动作驱动装置40相连，以用于在横通道10内涌水深度达到设定值时触发动作驱动装置40启动。动作驱动装置40设置于横通道10的顶部且与防护门板30相连，以用于在遇水触发装置50的触发下启动，使收卷于门洞上方的防护门板30下放封闭门洞，进而阻断横通道10内的涌水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内。

本发明的隧道横通道应急防护门在隧道施工期时，当一侧主动20涌水导致与其相连的横通道10进水时，待水体深度达到遇水触发装置50内设定的高度值时，遇水触发装置50启动触发与其相连的动作驱动装置40，动作驱动装置40启动使收卷与门洞上方的防护门板30下放封闭门洞，从而及时阻断横通道10内的进水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内，从而实现隧道施工期的应急挡水；本发明的隧道横通道应急防护门在隧道运营期，防护门板30下放封闭或半封闭门洞，以防行车穿设横通道10，同时用于防水，且当对应侧主洞20涌水时，也同样可用于应急挡水。

本发明针对市面上暂无下穿江河湖泊、水库及蕴含大量水体地层等高风险隧道工程施工期所需的横通道应急防护门，以及与施工、运营期相结合的隧道用防淹、防火两用防护门的问题，提出一种能在隧道施工期实现横通道挡水，运营期还能实现分区防火功能的挡水、防火两用防护门；该应急防护门在平时正常施工时为收卷状态，不影响正常施工，但当一个洞室突发大量渗漏水灾害时，能自动下放关闭，进而隔断横通道10，避免涌水通过横通道10涌入另一个洞室造成水淹事故，从而减少财产损失；同时，该应急防护门还具有隔烟、防火功能，使得其能满足隧道施工期及运营期两个阶段的功能需求，实现工程建设提倡的“临永结合”；本发明的应急防护门采用小型装置的集成，实现隧道横通道防护门板30的自动关闭，同时通过设计一种新的卷帘式的应急防护门结构体系，使得该防护门能应用于特殊水文地质条件下的隧道施工期横通道挡水及运营期横通道防火，实现隧道工程建设期间提倡的“永临结合”要求，具有较好的经济价值和实用价值，随着基础设施建设市场的进一步拓展，该防护门具有较好的市场前景。

可选地，如图1所示，动作驱动装置40包括设置于门洞上方的卷轴41、沿卷轴41的长度方向依次间隔装设于卷轴41上的卷轮42、连接于卷轴41一端的外置电机43。卷轴41沿门洞的宽度方向布设，以用于在隧道的施工期配合卷轮42卷绕防护门板30。外置电机43设置于两扇防护门板30之间的横通道10的顶部，且与遇水触发装置50相连。本可选方案中，外置电机43设置于两扇防护门板30之间的横通道10的顶部，用于避免水淹导致电机损坏，提高动作驱动装置40工作的可靠性、安全性及使用寿命。

可选地，遇水触发装置50的第一实施例，图未示，遇水触发装置50包括设置于横通道10底端墙壁上且上下依次布设的上液位检测器和下液位检测器，及与上液位检测器和下液位检测器分别相连的控制器。控制器与外置电机43相连。本可选方案中，上液位检测器和下液位检测器为常规的液位传感器。工作时，当横通道10内涌水达到上液位检测器检测的高度时，上液位检测器发送上液位信号给控制器，控制器根据接收的上液位信号相应控制外置电机43动作，使收卷的防护门板30下放封闭门洞，进而及时阻断涌水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内，从而实现隧道施工期的应急挡水；当横通道10内的涌水高度下降到下液位检测器的检测高度时，下液位检测器发送下液位信号给控制器，控制器根据接收的下液位信号相应控制外置电机43动作，当外置电机43控制防护门板30处于收卷状态时，控制器控制外置电机43继续保持当前动作，使防护门板30保持收卷，当外置电机43控制防护门板30处于下放状态时，控制器控制外置电机43动作，使下放的防护门板30逐渐向上收卷直至门洞完全打开，从而实现防护门板30的自动收卷。

可选地，遇水触发装置50的第二实施例，图未示，遇水触发装置50包括设置于横通道10底端墙壁上的液位检测器，及与液位检测器相连的控制器。控制器与外置电机43相连。本可选方案中，液位检测器为液压压力传感器，或为其它根据液位高度不同产生不同电信号的传感器。工作时，当横通道10内涌水时，液位检测器持续发送液位高度信号给控制器，当控制器接收的液位高度信号达到系统预设最大值时，控制器发动信号控制外置电机43启动，将收卷的防护门板30下放封闭门洞，进而及时阻断涌水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内，实现隧道施工期的应急挡水；当控制器接收的液位高度信号为系统预设最小值时，如外置电机43控制防护门板30处于收卷状态，则控制器控制外置电机43继续保持当前动作，防护门板30保持收卷，如外置电机43控制防护门板30处于下放状态，则控制器控制外置电机43动作，使下放的防护门板30逐渐向上收卷直至门洞完全打开，从而实现防护门板30的自动收卷。

可选地，遇水触发装置50的第三实施例，图未示，遇水触发装置50包括设置于横通道10底端墙壁上的外盒体，设置于外盒体内的吸水膨胀块、限位条、连接弹簧、顶移条及卷绕有丝线的轮轴，及设置于外盒体外的铁块。外盒体镂空设置，以使横通道10内的涌水涌入外盒体内。限位条的一端转动设置，其相对的另一端连接吸水膨胀块。连接弹簧的两端分别连接限位条和顶移条，且轮轴转动设置，其一端外伸有连接块，顶移条插入连接块上开设的限位孔中对轮轴进行限位。丝线缠绕于轮轴上，且其自由端伸出外盒体后悬吊铁块，铁块悬吊于外置电机43的启动开关的正上方。当横通道10涌水进入外盒体时，吸水膨胀块吸水膨胀，带动限位条绕其铰接端转动，进而拉动连接弹簧伸长，连接弹簧伸长过程中将逐渐拉动顶移条，使顶移条逐渐滑出连接块上开设的限位孔，当顶移条滑出限位孔后，轮轴解锁，并在铁块的自重作用下，通过卷绕于轮轴上丝线的拉动作用，轮轴转动，且铁块下放，下放的铁块触碰正下方的外置电机43的启动开关，外置电机43启动，使收卷的防护门板30下放封闭门洞，进而及时阻断涌水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内，实现隧道施工期的应急挡水；涌水过后，重新更换新的遇水触发装置50，且动作驱动装置40还连接有启动开关，启动开关安装于两扇防护门板30之间的横通道10的内壁上，且高于遇水触发装置50的遇水触发高度，从而涌水过后，可人工手动触发启动开关使下放的防护门板30向上收卷。

可选地，遇水触发装置50的第四实施例，如图4和图5所示，遇水触发装置50包括设置于横通道10底端墙壁上的外盒体51，相对间隔设置于外盒体51内的两个吸水膨胀柱52、连接于两个吸水膨胀柱52顶端的可移动限位条53、连接弹簧54、卷绕有丝线56的轮轴57、滑轮组55，及设置于外盒体51外的铁块58。外盒体51镂空设置，以使横通道10内的涌水涌入外盒体51内。轮轴57转动设置，其上设有带沟槽的连接块，连接弹簧54位于可移动限位条53的上方，且连接弹簧54的一端连接外盒体51的内壁面，其相对的另一端钩挂于连接块的沟槽中，以对轮轴57的转动进行限位。滑轮组55分设于外盒体51内外，丝线56缠绕于轮轴57上，且其自由端分别绕设滑轮组55后端部悬吊连接铁块58，铁块58悬吊于外置电机43的启动开关的正上方。本可选方案中，吸水膨胀柱52包括空心柱状的限位外箍柱，及设置于限位外箍柱内的遇水膨胀条，可移动限位条53连接于两个遇水膨胀条的顶端。

当横通道10涌水进入外盒体51时，吸水膨胀柱52内部的遇水膨胀条吸水膨胀，在限位外箍柱的限位下，沿竖直方向向上延伸，进而带动连接弹簧54向上偏转，连接弹簧54向上偏转过程中，其自由端将脱出连接块的沟槽，轮轴57解锁，并在铁块58的自重作用下，通过卷绕于轮轴57上丝线56的拉动作用，轮轴57转动，且铁块58下放，下放的铁块58触碰正下方的外置电机43的启动开关，外置电机43启动，使收卷的防护门板30下放封闭门洞，进而及时阻断涌水通过横通道10涌入另一侧的主洞20内，实现隧道施工期的应急挡水；涌水过后，重新更换新的遇水触发装置50，且动作驱动装置40还连接有启动开关，启动开关安装于两扇防护门板30之间的横通道10的内壁上，且高于遇水触发装置50的遇水触发高度，从而涌水过后，可人工手动触发启动开关使下放的防护门板30向上收卷。

可选地，隧道横通道应急防护门还包括烟雾触发装置，烟雾触发装置设置于主洞20的顶部且与对应侧的动作驱动装置40的外置电机43相连，以用于在主洞20发生火灾时触发动作驱动装置40启动，以使收卷的防护门板30下放封闭门洞。本可选方案中，烟雾触发装置包括离子式烟雾传感器，及与离子式烟雾传感器相连的控制器，外置电机43连接该控制器；离子式烟雾传感器连接于主洞20与横通道10交叉的顶部。当火灾发生初期释放的浓烟急剧于主洞顶部时，传感器内产生的离子场失去稳定，电平衡状态被打破，输出检测电信号，后经控制器识别处理，激发外置电机43电动开关开启，防护门板30下放闭合，隔断火势及烟雾扩散。离子式烟雾传感器可在项目完工后、运营前进行安装与调试。

可选地，如图1所示，门洞呈方型，其周边101上设有内凹且连通呈方框型的泌水门槽，泌水门槽包括位于门洞顶部的顶部门槽61、位于门洞两侧的侧边门槽62、位于门洞底部的底部门槽63。动作驱动装置40内置安装于顶部门槽61内。防护门板30下放后的外周边装设于对应侧的泌水门槽内。底部门槽63连接有将积水外排的排水管70。

优选地，如图1所示，隧道横通道应急防护门还包括用于密封泌水门槽的封槽软条带80，封槽软条带80沿泌水门槽的延伸方向粘贴于门洞的周边上。封槽软条带80上设有沿其长度方向延伸的易折结构，以用于在防护门板30下落时受力断开使防护门板30顺畅下放，并封槽软条带80的两条断开边分别紧贴防护门板30相对的两面密封。本优选方案中，如图1所示，封槽软条带80厚2～4mm，用于防止异物填塞泌水门槽，并用于保证在当防护门板30下放撕裂封槽软条带80后，封槽软条带80的两条断开边分别紧贴防护门板30相对的两面，从而达到挡水效果。进一步地，如图2和图3所示，隧道横通道应急防护门还包括分设于各条侧边门槽62处的两条限位挡板110，两条限位挡板110相对间隔设置且固定于门洞对应的周边上，封槽软条带80粘贴于限位挡板110上。限位挡板110用于保证防护门在承受水压时，位置不偏移，保证防水效果。

本优选方案中，易折结构的第一实施例，易折结构包括位于封槽软条带80宽度方向的中心且沿封槽软条带80长度方向依次间隔设置的断口，断口沿封槽软条带80的厚度方向贯穿封槽软条带80，封槽软条带80上由于依次间隔设置的断口作用，降低封槽软条带80在该处的结构强度，使封槽软条带80受力时容易在易折结构处断开。

本可选方案中，易折结构的第二实施例，易折结构包括位于封槽软条带80宽度方向的中心且沿封槽软条带80长度方向延伸的切口缝，切口缝由封槽软条带80的下表面内凹加工形成，封槽软条带80下表面上由于内凹加工设置的切口缝的作用，降低封槽软条带80在该处的结构强度，使封槽软条带80受力时容易在易折结构处断开。

优选地，如图2和图3所示，隧道横通道应急防护门还包括铺设于侧边门槽62和底部门槽63槽底面上的膨胀密封带90。膨胀密封带90用于吸水后膨胀包覆防护门板30对应的侧边，以密封防护门板30与对应侧的泌水门槽之间的间隙。本优选方案中，膨胀密封带90为遇水膨胀橡胶条带，当橡胶条条浸水后，材料膨胀包裹防护门板30对应的侧边，形成二次泌水；且底部门槽63内设置软性遇水膨胀橡胶条带，当防护门板30下放压在橡胶条带上时，橡胶条带两侧形成膨胀鼓包，形成底部门槽63的二次泌水作用。

可选地，如图1所示，防护门板30包括与门洞相适应的卷帘门体31、设置于卷帘门体31两侧的两排依次间隔设置的滚轮32、用于各滚轮32的支撑架33。卷帘门体31用于在隧道施工期收卷于动作驱动装置40上。滚轮32滚动支撑于对应侧的膨胀密封带90上。防护门板30两侧设置有滚轮，可减少与膨胀密封带90之间的滑动摩擦，便于防护门板30顺畅下放和收卷。

本可选方案中，如图1所示，卷帘门体31包括方型板状的中心骨架体311、粘合于中心骨架体311相对两面上的防火布312、粘贴于防火布312上并在隧道运营期去除的防水卷材313。中心骨架体311包括充填内部的隔热材料3111、沿中心骨架体311的宽度方向依次间隔设置且沿高度方向延伸的内置钢链3112、水平设置且分设于中心骨架体311上下两端的嵌套环管3113、沿高度方向依次铺设于隔热材料3111两面上的内置钢条带3114。内置钢链3112的两端分别连接对应端的嵌套环管3113。内置钢条带3114沿水平方向延伸，且隔热材料3111两面上的内置钢条带3114对应设置且连接形成中心骨架体311的节段。

本可选方案的具体实施例中，利用间隔设置的内置钢链3112作为卷帘门体31竖向连接的软链，通过与卷帘门体31两端设置的嵌套环管3113、四周的钢边及内置钢条带3114联合组成卷帘门体31的中心骨架体311，并利用隔热棉或其它隔热材料3111填充中心骨架体311形成隔热层；在隔热层外粘合防火布312实现防火，防火布312四周通过钢边压紧；防火布312外侧粘贴防水卷材313形成隔水层，以此形成具有防火、挡水双重功能的防护门面板，面板厚度6～10cm。进一步地，由于隧道运营时不再需要挡水功能，且表层的防水卷材313会影响防护门的防火功能，在隧道施工期结束、开始运营前，需撕掉防护门表面的防水材料，防护门板30由挡水防淹功能转换为防火功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。