CN114033477B - 一种快速省力的安全救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塌方救援技术，具体是一种快速省力的安全救援方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤S1：分别预制顶进轨道、顶进反力架、顶进机头、若干组支护管片；步骤S2：对塌方体进行反压加固；步骤S3：将顶进轨道、顶进反力架、顶进机头进行吊装拼接；步骤S4：向前抵住箱形框架，四个液压千斤顶同步伸长；步骤S5：完成一个顶程后，四个液压千斤顶同步回缩；步骤S6：土体全部运出后，四个液压千斤顶同步伸长；步骤S7：完成一个顶程后，四个液压千斤顶同步回缩；步骤S8：圆管形机壳向前顶穿塌方体。其不仅大幅提升了救援效率，而且开挖过程在圆管形机壳的保护下进行，减小了对周围土体的扰动，稳定性能较高，由此充分保证了救援过程的安全性。

Description

一种快速省力的安全救援方法

技术领域

本发明涉及塌方救援技术，具体是一种快速省力的安全救援方法。

背景技术

塌方是隧道施工、矿山作业等常见的事故，一旦发生塌方事故，有人员被困在内，如何能在最短的时间内将被困人员救出是救援的首要任务。为了将被困人员救出，目前国内常用的救援方法是小导坑救援法。此种救援法是在塌方体中开挖矩形或三角形断面的小导坑，利用木箱架或液压支撑做支护，形成救援通道的方法，该方法存在以下不足：一是耗费时间长，塌体比较松散时，往往进深1m需要3-4小时，遇到大石头时，用风镐或人工打钎破碎，极易造成支护棚架垮塌，危及救援人员；二是需要大量人力、物力资源，支撑木、扒钉、背柴板都要随时具备且现量现锯，受条件限制，施作精度低，棚架稳定性差；三是前方开挖人员因没有超前支护的条件和时间，安全风险大。

发明内容

本发明为了解决现有塌方救援技术易垮塌、施作精度低、安全风险大、效率低下的问题，提供了一种快速省力的安全救援方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种快速省力的安全救援方法，该方法是采用如下步骤实现的：

步骤S1：分别预制顶进轨道、顶进反力架、顶进机头、若干组支护管片；

所述顶进反力架包括箱形框架、支撑圆管；支撑圆管的后端面分别与箱形框架的左前立柱前侧面、右前立柱前侧面、前上横梁前侧面、前下横梁前侧面固定为一体；

所述顶进机头包括圆管形机壳、周向肋板A、四道周向肋板B、圆环形滑座、四个液压千斤顶、液压泵站；圆管形机壳的前端管口为朝向前下方的斜切管口；周向肋板A为圆环形结构，且周向肋板A的外侧面与圆管形机壳的内侧面中前部固定为一体；四道周向肋板B均为扇环形结构，且四道周向肋板B的外侧面均与圆管形机壳的内侧面中后部固定为一体；四道周向肋板B围绕圆管形机壳的中心线等角距分布，且相邻两道周向肋板B之间留设有一个安装豁口；圆环形滑座可滑动地装配于圆管形机壳的内侧面，且圆环形滑座位于四道周向肋板B的后方；四个液压千斤顶的座体均垂直固定于周向肋板A的后端面，且四个液压千斤顶的座体一一对应地贯穿四个安装豁口；四个液压千斤顶的顶头均与圆环形滑座的前端面固定；液压泵站固定于圆管形机壳的内侧面，且液压泵站分别与四个液压千斤顶连通；

每组支护管片均包括一个底部支护管片、两个侧部支护管片、一个顶部支护管片；

步骤S2：对塌方体进行反压加固，并在塌方体的后方选定作业位置，然后在作业位置布置作业平台；

步骤S3：在作业平台上将顶进轨道、顶进反力架、顶进机头进行吊装拼接；具体吊装拼接过程如下：先将箱形框架的前下横梁前侧面与顶进轨道的后端面对接固定，再将圆管形机壳可滑动地支撑于顶进轨道上，然后将圆管形机壳可滑动地套设于支撑圆管的外侧面；

步骤S4：利用挖掘机的链板向前抵住箱形框架，由此提供顶进反力；然后，利用液压泵站驱动四个液压千斤顶同步伸长，四个液压千斤顶向后推动圆环形滑座；待圆环形滑座向后抵住支撑圆管后，四个液压千斤顶向前推动周向肋板A，使得圆管形机壳在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳内；

步骤S5：待四个液压千斤顶完成一个顶程后，利用液压泵站驱动四个液压千斤顶同步回缩，四个液压千斤顶向前带动圆环形滑座，使得圆环形滑座与支撑圆管之间形成安装空隙；然后，利用一组支护管片在安装空隙内拼接形成一个支护管节，并将该支护管节的后端面与支撑圆管的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S6：待圆管形机壳内的土体全部运出后，利用液压泵站驱动四个液压千斤顶同步伸长，四个液压千斤顶向后推动圆环形滑座；待圆环形滑座向后抵住前次拼接形成的支护管节后，四个液压千斤顶向前推动周向肋板A，使得圆管形机壳在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳内；

步骤S7：待四个液压千斤顶完成一个顶程后，利用液压泵站驱动四个液压千斤顶同步回缩，四个液压千斤顶向前带动圆环形滑座，使得圆环形滑座与前次拼接形成的支护管节之间形成安装空隙；然后，利用下一组支护管片在安装空隙内拼接形成下一个支护管节，并将该支护管节的后端面与前次拼接形成的支护管节的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S8：循环执行步骤S6~步骤S7，直至圆管形机壳向前顶穿塌方体；此时，各个支护管节共同连接形成圆管形救援通道，救援人员利用圆管形救援通道救出被困人员。

本发明所述的一种快速省力的安全救援方法基于全新的自进式原理，实现了快速省力且安全地救出被困人员，由此克服了现有塌方救援技术易垮塌、施作精度低、安全风险大、效率低下的问题。

本发明不仅大幅提升了救援效率，而且开挖过程在圆管形机壳的保护下进行，减小了对周围土体的扰动，稳定性能较高，由此充分保证了救援过程的安全性。此外，本发明的施作精度较高，具有结构简单、操作方便、成本低的优点。

附图说明

图1是本发明中步骤S3的外部结构示意图。

图2是本发明中步骤S3的内部结构示意图。

图3是本发明中步骤S8的内部结构示意图。

图4是本发明中箱形框架的结构示意图。

图5是图4的右视图。

图6是图4的俯视图。

图7是本发明中支撑圆管的结构示意图。

图8是图7的右视图。

图9是本发明中支护管节的结构示意图。

图10是图9的右视图。

图11是本发明中顶进机头的结构示意图。

图12是图11的A-A剖视图。

图13是图11的B-B剖视图。

图中：1-顶进轨道，201-箱形框架，202-支撑圆管，203-加固斜撑，204-加固横梁，205-加固纵梁，206-支撑平板，301-圆管形机壳，302-周向肋板A，303-周向肋板B，304-圆环形滑座，305-液压千斤顶，306-液压泵站，307-纵向肋板A，308-纵向肋板B，401-底部支护管片，402-侧部支护管片，403-顶部支护管片，404-对接耳片A，405-对接耳片B，406-对接耳片C，407-操作手孔。

具体实施方式

一种快速省力的安全救援方法，该方法是采用如下步骤实现的：

步骤S1：分别预制顶进轨道1、顶进反力架、顶进机头、若干组支护管片；

所述顶进反力架包括箱形框架201、支撑圆管202；支撑圆管202的后端面分别与箱形框架201的左前立柱前侧面、右前立柱前侧面、前上横梁前侧面、前下横梁前侧面固定为一体；

所述顶进机头包括圆管形机壳301、周向肋板A302、四道周向肋板B303、圆环形滑座304、四个液压千斤顶305、液压泵站306；圆管形机壳301的前端管口为朝向前下方的斜切管口；周向肋板A302为圆环形结构，且周向肋板A302的外侧面与圆管形机壳301的内侧面中前部固定为一体；四道周向肋板B303均为扇环形结构，且四道周向肋板B303的外侧面均与圆管形机壳301的内侧面中后部固定为一体；四道周向肋板B303围绕圆管形机壳301的中心线等角距分布，且相邻两道周向肋板B303之间留设有一个安装豁口；圆环形滑座304可滑动地装配于圆管形机壳301的内侧面，且圆环形滑座304位于四道周向肋板B303的后方；四个液压千斤顶305的座体均垂直固定于周向肋板A302的后端面，且四个液压千斤顶305的座体一一对应地贯穿四个安装豁口；四个液压千斤顶305的顶头均与圆环形滑座304的前端面固定；液压泵站306固定于圆管形机壳301的内侧面，且液压泵站306分别与四个液压千斤顶305连通；

每组支护管片均包括一个底部支护管片401、两个侧部支护管片402、一个顶部支护管片403；

步骤S2：对塌方体进行反压加固，并在塌方体的后方选定作业位置，然后在作业位置布置作业平台；

步骤S3：在作业平台上将顶进轨道1、顶进反力架、顶进机头进行吊装拼接；具体吊装拼接过程如下：先将箱形框架201的前下横梁前侧面与顶进轨道1的后端面对接固定，再将圆管形机壳301可滑动地支撑于顶进轨道1上，然后将圆管形机壳301可滑动地套设于支撑圆管202的外侧面；

步骤S4：利用挖掘机的链板向前抵住箱形框架201，由此提供顶进反力；然后，利用液压泵站306驱动四个液压千斤顶305同步伸长，四个液压千斤顶305向后推动圆环形滑座304；待圆环形滑座304向后抵住支撑圆管202后，四个液压千斤顶305向前推动周向肋板A302，使得圆管形机壳301在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳301内；

步骤S5：待四个液压千斤顶305完成一个顶程后，利用液压泵站306驱动四个液压千斤顶305同步回缩，四个液压千斤顶305向前带动圆环形滑座304，使得圆环形滑座304与支撑圆管202之间形成安装空隙；然后，利用一组支护管片在安装空隙内拼接形成一个支护管节，并将该支护管节的后端面与支撑圆管202的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳301内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S6：待圆管形机壳301内的土体全部运出后，利用液压泵站306驱动四个液压千斤顶305同步伸长，四个液压千斤顶305向后推动圆环形滑座304；待圆环形滑座304向后抵住前次拼接形成的支护管节后，四个液压千斤顶305向前推动周向肋板A302，使得圆管形机壳301在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳301内；

步骤S7：待四个液压千斤顶305完成一个顶程后，利用液压泵站306驱动四个液压千斤顶305同步回缩，四个液压千斤顶305向前带动圆环形滑座304，使得圆环形滑座304与前次拼接形成的支护管节之间形成安装空隙；然后，利用下一组支护管片在安装空隙内拼接形成下一个支护管节，并将该支护管节的后端面与前次拼接形成的支护管节的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳301内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S8：循环执行步骤S6~步骤S7，直至圆管形机壳301向前顶穿塌方体；此时，各个支护管节共同连接形成圆管形救援通道，救援人员利用圆管形救援通道救出被困人员。

箱形框架201的上边框和下边框均为前窄后宽的等腰梯形边框；箱形框架201的前边框内固定有四根加固斜撑203；箱形框架201的后边框内固定有一根加固横梁204；箱形框架201的上边框内设置有两根左右对称分布的加固纵梁205；箱形框架201的下边框内设有支撑平板206，且箱形框架201的前下横梁上侧面、支撑平板206的上表面、箱形框架201的后下横梁上侧面共同开设有沿纵向设置的弧形豁槽A。

支撑圆管202的底部为单层结构；支撑圆管202的左右两侧部和顶部均为双层中空结构；支撑圆管202的左右两侧部与底部之间形成有弧形豁槽B；支撑圆管202的前端壁开设有一组对接通孔。

圆环形滑座304的内侧面底部开设有沿纵向设置的弧形豁槽C。

所述顶进机头还包括四对纵向肋板A307、四对纵向肋板B308；四对纵向肋板A307一一对应地位于四个液压千斤顶305的两侧，且四对纵向肋板A307围绕圆管形机壳301的中心线等角距分布；四对纵向肋板A307的前端均与周向肋板A302固定为一体；四对纵向肋板A307的后端与四道周向肋板B303的首尾两端一一对应地固定为一体；四对纵向肋板B308围绕圆管形机壳301的中心线等角距分布，且四对纵向肋板B308的后端均与周向肋板A302固定为一体。

每组支护管片中，底部支护管片401为单层结构，两个侧部支护管片402、顶部支护管片403均为双层中空结构；底部支护管片401的左右两端面、两个侧部支护管片402的下端面各固定有一个沿径向设置且带有对接通孔的对接耳片A404；两个侧部支护管片402的上端面、顶部支护管片403的左右两端面各固定有一个沿竖向设置且带有对接通孔的对接耳片B405；底部支护管片401的内侧面左右两端各固定有一对前后正对且带有对接通孔的对接耳片C406；两个侧部支护管片402的前后两端壁、顶部支护管片403的前后两端壁各开设有一组对接通孔；两个侧部支护管片402的内侧壁、顶部支护管片403的内侧壁各开设有一组操作手孔407。

圆管形机壳301的内侧面固定有照明装置。

箱形框架201为钢质框架；支撑圆管202为钢质圆管；圆管形机壳301为锰钢机壳，其厚度为20mm、内径为1200mm、最大长度为2800mm、最小长度为2600mm；周向肋板A302和四道周向肋板B303均为锰钢肋板；圆环形滑座304为锰钢滑座；四个液压千斤顶305的顶推力均为15t、压力均为30Mpa、顶程均为600mm；底部支护管片401、侧部支护管片402、顶部支护管片403均为铝合金管片。

人工开挖时所用的工具包括铁锹、三角耙、冲击镐、桃形锄、撬棍、手持式旋挖钻。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

步骤S1：分别预制顶进轨道（1）、顶进反力架、顶进机头、若干组支护管片；

所述顶进反力架包括箱形框架（201）、支撑圆管（202）；支撑圆管（202）的后端面分别与箱形框架（201）的左前立柱前侧面、右前立柱前侧面、前上横梁前侧面、前下横梁前侧面固定为一体；

所述顶进机头包括圆管形机壳（301）、周向肋板A（302）、四道周向肋板B（303）、圆环形滑座（304）、四个液压千斤顶（305）、液压泵站（306）；圆管形机壳（301）的前端管口为朝向前下方的斜切管口；周向肋板A（302）为圆环形结构，且周向肋板A（302）的外侧面与圆管形机壳（301）的内侧面中前部固定为一体；四道周向肋板B（303）均为扇环形结构，且四道周向肋板B（303）的外侧面均与圆管形机壳（301）的内侧面中后部固定为一体；四道周向肋板B（303）围绕圆管形机壳（301）的中心线等角距分布，且相邻两道周向肋板B（303）之间留设有一个安装豁口；圆环形滑座（304）可滑动地装配于圆管形机壳（301）的内侧面，且圆环形滑座（304）位于四道周向肋板B（303）的后方；四个液压千斤顶（305）的座体均垂直固定于周向肋板A（302）的后端面，且四个液压千斤顶（305）的座体一一对应地贯穿四个安装豁口；四个液压千斤顶（305）的顶头均与圆环形滑座（304）的前端面固定；液压泵站（306）固定于圆管形机壳（301）的内侧面，且液压泵站（306）分别与四个液压千斤顶（305）连通；

每组支护管片均包括一个底部支护管片（401）、两个侧部支护管片（402）、一个顶部支护管片（403）；

步骤S2：对塌方体进行反压加固，并在塌方体的后方选定作业位置，然后在作业位置布置作业平台；

步骤S3：在作业平台上将顶进轨道（1）、顶进反力架、顶进机头进行吊装拼接；具体吊装拼接过程如下：先将箱形框架（201）的前下横梁前侧面与顶进轨道（1）的后端面对接固定，再将圆管形机壳（301）可滑动地支撑于顶进轨道（1）上，然后将圆管形机壳（301）可滑动地套设于支撑圆管（202）的外侧面；

步骤S4：利用挖掘机的链板向前抵住箱形框架（201），由此提供顶进反力；然后，利用液压泵站（306）驱动四个液压千斤顶（305）同步伸长，四个液压千斤顶（305）向后推动圆环形滑座（304）；待圆环形滑座（304）向后抵住支撑圆管（202）后，四个液压千斤顶（305）向前推动周向肋板A（302），使得圆管形机壳（301）在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳（301）内；

步骤S5：待四个液压千斤顶（305）完成一个顶程后，利用液压泵站（306）驱动四个液压千斤顶（305）同步回缩，四个液压千斤顶（305）向前带动圆环形滑座（304），使得圆环形滑座（304）与支撑圆管（202）之间形成安装空隙；然后，利用一组支护管片在安装空隙内拼接形成一个支护管节，并将该支护管节的后端面与支撑圆管（202）的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳（301）内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S6：待圆管形机壳（301）内的土体全部运出后，利用液压泵站（306）驱动四个液压千斤顶（305）同步伸长，四个液压千斤顶（305）向后推动圆环形滑座（304）；待圆环形滑座（304）向后抵住前次拼接形成的支护管节后，四个液压千斤顶（305）向前推动周向肋板A（302），使得圆管形机壳（301）在塌方体中切土前进，由此使得土体进入圆管形机壳（301）内；

步骤S7：待四个液压千斤顶（305）完成一个顶程后，利用液压泵站（306）驱动四个液压千斤顶（305）同步回缩，四个液压千斤顶（305）向前带动圆环形滑座（304），使得圆环形滑座（304）与前次拼接形成的支护管节之间形成安装空隙；然后，利用下一组支护管片在安装空隙内拼接形成下一个支护管节，并将该支护管节的后端面与前次拼接形成的支护管节的前端面对接固定；然后，人工开挖圆管形机壳（301）内的土体，并利用出土小车将土体运出；

步骤S8：循环执行步骤S6~步骤S7，直至圆管形机壳（301）向前顶穿塌方体；此时，各个支护管节共同连接形成圆管形救援通道，救援人员利用圆管形救援通道救出被困人员。

2.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：箱形框架（201）的上边框和下边框均为前窄后宽的等腰梯形边框；箱形框架（201）的前边框内固定有四根加固斜撑（203）；箱形框架（201）的后边框内固定有一根加固横梁（204）；箱形框架（201）的上边框内设置有两根左右对称分布的加固纵梁（205）；箱形框架（201）的下边框内设有支撑平板（206），且箱形框架（201）的前下横梁上侧面、支撑平板（206）的上表面、箱形框架（201）的后下横梁上侧面共同开设有沿纵向设置的弧形豁槽A。

3.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：支撑圆管（202）的底部为单层结构；支撑圆管（202）的左右两侧部和顶部均为双层中空结构；支撑圆管（202）的左右两侧部与底部之间形成有弧形豁槽B；支撑圆管（202）的前端壁开设有一组对接通孔。

4.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：圆环形滑座（304）的内侧面底部开设有沿纵向设置的弧形豁槽C。

5.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：所述顶进机头还包括四对纵向肋板A（307）、四对纵向肋板B（308）；四对纵向肋板A（307）一一对应地位于四个液压千斤顶（305）的两侧，且四对纵向肋板A（307）围绕圆管形机壳（301）的中心线等角距分布；四对纵向肋板A（307）的前端均与周向肋板A（302）固定为一体；四对纵向肋板A（307）的后端与四道周向肋板B（303）的首尾两端一一对应地固定为一体；四对纵向肋板B（308）围绕圆管形机壳（301）的中心线等角距分布，且四对纵向肋板B（308）的后端均与周向肋板A（302）固定为一体。

6.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：每组支护管片中，底部支护管片（401）为单层结构，两个侧部支护管片（402）、顶部支护管片（403）均为双层中空结构；底部支护管片（401）的左右两端面、两个侧部支护管片（402）的下端面各固定有一个沿径向设置且带有对接通孔的对接耳片A（404）；两个侧部支护管片（402）的上端面、顶部支护管片（403）的左右两端面各固定有一个沿竖向设置且带有对接通孔的对接耳片B（405）；底部支护管片（401）的内侧面左右两端各固定有一对前后正对且带有对接通孔的对接耳片C（406）；两个侧部支护管片（402）的前后两端壁、顶部支护管片（403）的前后两端壁各开设有一组对接通孔；两个侧部支护管片（402）的内侧壁、顶部支护管片（403）的内侧壁各开设有一组操作手孔（407）。

7.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：圆管形机壳（301）的内侧面固定有照明装置。

8.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：箱形框架（201）为钢质框架；支撑圆管（202）为钢质圆管；圆管形机壳（301）为锰钢机壳，其厚度为20mm、内径为1200mm、最大长度为2800mm、最小长度为2600mm；周向肋板A（302）和四道周向肋板B（303）均为锰钢肋板；圆环形滑座（304）为锰钢滑座；四个液压千斤顶（305）的顶推力均为15t、压力均为30Mpa、顶程均为600mm；底部支护管片（401）、侧部支护管片（402）、顶部支护管片（403）均为铝合金管片。

9.根据权利要求1所述的一种快速省力的安全救援方法，其特征在于：人工开挖时所用的工具包括铁锹、三角耙、冲击镐、桃形锄、撬棍、手持式旋挖钻。

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