一种用于隧道监测的智能预警系统的制作方法

本实用新型涉及地下工程监测技术领域，尤其涉及一种用于隧道监测的智能预警系统。

背景技术：

隧道环境监测是确保隧道施工安全及运营安全的关键技术之一。随着电子技术和通信技术的发展，隧道以及地下工程监测技术领域逐步实现了环境实时监测和无线数据传输。但由于地下隧道施工情况复杂、作业空间小等特点，其施工过程中产生有害气体、烟和粉尘对施工作业人员的身体健康造成了极大的危害，目前现有的隧道监测示警系统对示警系统的开发力度不足，其示警方式仅是单纯地发出警报，不能及时、有效地保护和隔离施工人员。

中国专利CN206256930U公开了本一种隧道施工的安全预警系统，包括现场检测系统、数据采集系统、数据传输系统、信息预警分析系统、中心控制平台及预警装置；所述现场检测系统包括传感器和检测装置，所述现场检测系统通过CAN总线与数据采集系统连接；所述数据传输系统包括依次连接的微控制模块和数据传输模块；所述数据采集系统采集由现场检测系统检测的数据并通过所述数据传输系统传输给信息预警分析系统进行分析；所述信息预警分析系统将分析结果传输给中心控制平台；所述信息预警分析系统根据分析结果来控制预警装置的开启和关闭；所述中心控制平台控制数据采集系统的开启和关闭。该预警系统可实时获取隧道施工现场安全情况并可实时管理隧道施工现场。但是，在隧道施工过程中，该专利不能够解决及时隔离并净化施工环境的技术问题，使得施工人员未能得到有效的隔离保护。

因此，在隧道施工领域，需要一种能够有效监测施工环境，并且能够及时隔离净化施工环境，实现安全预警的监测预警智能系统。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种用于隧道监测的智能预警系统，该预警系统能够实时监测隧道施工中产生的烟、雾和粉尘，并且能够及时隔离净化施工区域，阻止烟、雾和粉尘的快速传播，有效保护施工人员实现安全预警。

一种用于隧道监测的智能预警系统，至少包括隔离装置、环境处理装置、信息采集装置和预警装置，其特征在于，所述隔离装置、环境处理装置、信息采集装置和预警装置分别电连接；所述隔离装置至少包括与所述预警装置分别电连接的可闭合的第一隔离部件、第二隔离部件和第三隔离部件，所述第一隔离部件与隧道掌子面相对，所述第二隔离部件以存在间隔的方式设置于所述第一隔离部件与第三隔离部件之间；所述环境处理装置至少包括以可移动的方式设置于第一空间顶部的顶轨式吸尘器和以可移动的方式设置于第二空间顶部的至少一个顶轨式雾化喷淋器，所述信息采集装置至少包括设置在所述第一空间内的第一粉尘浓度传感器，所述第一粉尘浓度传感器、所述顶轨式吸尘器和顶轨式雾化喷淋器分别与所述预警装置电连接，其中，所述顶轨式吸尘器包括吸尘器、吸尘管、吸尘嘴和第一轨道，所述吸尘嘴通过所述吸尘管与所述吸尘器连接，所述吸尘器通过其中至少一个走行部以悬挂的方式安装在位于施工区域顶部的所述第一轨道下方。

根据一个优选实施方式，工字型的所述第一轨道包括第一翼板、第二翼板和连接所述第一翼板和所述第二翼板的腹板；所述走行部包括走行架、若干走行轮和若干导向轮，所述走行轮和所述导向轮枢转连接于所述走行架，所述走行轮的第一枢转轴垂直于所述腹板，所述导向轮的第二枢转轴垂直于所述走行轮的第一枢转轴，所述导向轮的第二枢转轴平行于所述腹板；其中，所述走行轮走行于所述第二翼板的上表面以使所述走行部悬挂在所述第一轨道上，所述导向轮抵靠在所述腹板上以使导向轮能在所述腹板上滚动从而引导所述走行部沿所述第一轨道运动。

根据一个优选实施方式，所述环境处理装置还包括悬挂在第二空间的顶部并通过管道与至少一个顶轨式吸尘器连接的收尘单元。

根据一个优选实施方式，所述环境处理装置至少包括送风单元和排风单元，所述送风单元贯穿所述第一隔离部件和/或所述第二隔离部件以将所述第一隔离部件与所述隧道掌子面构成的第一空间、所述第一隔离部件与所述第二隔离部件构成的第二空间和/或所述第二隔离部件与所述第三隔离部件构成的第三空间连通；所述排风单元以与送风单元非同侧的方式所述贯穿第一隔离部件、第二隔离部件和第三隔离部件中的至少一个，从而使得第一空间、第二空间和/或第三空间形成风循环。

根据一个优选实施方式，所述送风单元包括一个第一轴流风机和至少一个送风管，所述第一轴流风机通过第一风筒与位于隧道顶部的送风管以柔性连接和/或法兰对接的方式连接，所述排风单元包括一个第二轴流风机和至少一个排风管，所述第二轴流风机通过第二风筒与位于隧道底部的排风管以柔性连接和/或法兰对接的方式连接，所述送风管和排风管通过U型隔离结构上的送风管预留孔和排风管预留孔贯穿第一隔离部件、第二隔离部件和/ 或第三隔离部件。

根据一个优选实施方式，所述信息采集装置还包括设置在所述第二空间内的第二粉尘浓度传感器，所述第二粉尘浓度传感器与所述预警装置电连接，所述环境处理装置还包括设置在所述第二空间的排水单元，所述排水单元设置于第二空间的底部以将至少一个所述顶轨式雾化喷淋器喷淋粉尘的水排出。

根据一个优选实施方式，所述信息采集装置至少还包括设置在所述第一空间和/或第二空间内的空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器和/或显示装置，所述空气质量传感器、温度传感器和/或湿度传感器将监测的所述第一空间和/或第二空间内的空气参数以有线和/或无线的方式发送至所述显示装置。

根据一个优选实施方式，所述第一隔离部件、第二隔离部件和/或第三隔离部件包括在充气膨胀的状态下由U型密封气囊形成的U型隔离结构，所述U型隔离结构的U形通道设置有基于至少一个滑行轨道纵向或横向移动的至少一个隔离组件，其中，设置于所述隔离组件一端的电控门组件与所述预警装置电连接以向所述预警装置反馈所述隔离组件的打开和/或闭合状态信息。

根据一个优选实施方式，所述U型隔离结构的两端以可拆卸的方式与地面贴合的连接板连接，所述U型密封气囊基于充气的压力而膨胀的情况下，按照与隧道表面紧密贴合的方式固定在隧道中。

根据一个优选实施方式，所述第二隔离部件与所述第三隔离部件之间设置有以可拆卸式的方式连接至所述第二隔离部件的U型胶囊空间，所述U 型胶囊空间至少包括可收缩的卷帘门，所述U型胶囊空间内设置有用于对身体除尘的至少一个除尘器。

本发明的有益技术效果：在地下隧道施工中能够实时监测施工环境参数，及时隔离施工人员，快速净化施工环境，实现安全预警。

附图说明

图1是本实用新型的一种优选的系统结构示意图；

图2是本实用新型的逻辑模块示意图；

图3是本实用新型的一种优选的风循环系统结构示意图；

图4是本实用新型的一种优选的隔离部件结构示意图；

图5是本实用新型的一种优选的逻辑模块示意图；

图6是本实用新型的顶轨式吸尘器的结构示意图；

图7是顶轨式吸尘器的走行部的一个优选实施方式的简化示意图；和

图8是走行部的一个优选实施方式的轴测示意图。

附图标记列表

1：隧道掌子面 2：第一隔离部件 3：第二隔离部件

4：第三隔离部件 5：顶轨式吸尘器 6：可移动吸尘器

7：第一粉尘浓度传感器 8：第二粉尘浓度传感器 9：顶轨式雾化喷淋器

10：U型胶囊空间 11：排水单元 12：送风单元

13：排风单元 14：收尘单元 15：控制装置

16：隔离装置 17：环境处理装置 18：信息采集装置

19：报警装置 20：移动吸尘单元 21：雾化喷淋单元

22：可移动喷淋器 23：空气质量传感器 24：温度传感器

25：湿度传感器 26：显示装置 27：U型密封气囊

28：滑行轨道 29：隔离组件 30：电控门组件

31：连接板 A：螺纹杆 B：防松螺栓

100：吸尘器 200：吸尘管 300：吸尘嘴

400：轨道 410：第一翼板 420：第二翼板

430：腹板 500：施工区域 600：走行部

610：走行架 611：横板 612：竖板

620：走行轮 621：第一枢转轴 630：导向轮

631：第二枢转轴 640：管夹 650：弯板

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，还需要理解的是，若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，除非另有明确的规定和/或限定。

在本实用新型的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型提供一种用于隧道监测的智能预警系统，如图2所示，至少包括隔离装置16、环境处理装置17、信息采集装置18和预警装置19。

优选的，隔离装置16至少包括与预警装置19电连接的可闭合的第一隔离部件2、第二隔离部件3和第三隔离部件4。第一隔离部件2与隧道掌子面1相对。第二隔离部件3以存在间隔的方式设置于第一隔离部件2与第三隔离部件4之间。优选地，隧道掌子面1与第一隔离部件2之间的施工区域是施工人员在隧道掌子面1进行电焊、喷浆和出碴等作业的区域，需要至少5m的距离。第一隔离部件2与第二个隔离部件3之间的施工区域可以用来进行拌料、混料和喷砂作业的区域，需要至少15m的距离。第二隔离部件3和第三隔离部件4之间的区域是用来对施工人员除尘的区域，需要至少3m的距离。优选地，隧道掌子面1与第一隔离部件2的距离、第一隔离部件2与第二隔离部件3的距离和第二隔离部件3与第三隔离部件4之间的距离至少要大于等于3m，并且可以等距离和/或不等距离设置，例如，隧道掌子面1与第一隔离部件2的距离为5m，第一隔离部件2与第二隔离部件3的距离为15m，第二隔离部件3与第三隔离部件4之间的距离为3m；也可以是隧道掌子面1与第一隔离部件2的距离和第一隔离部件2与第二隔离部件3的距离均为15m，第二隔离部件3与第三隔离部件4之间的距离为3m。优选地，第二隔离部件3与第三隔离部件4之间的距离可以设置为 25m。第二隔离部件3与第三隔离部件4之间的区域可以作为施工人员除尘区域外，还能够暂存施工人员和设备。隧道掌子面1、第一隔离部件2、第二隔离部件3和第三隔离部件4构成的三个空间，能够阻止粉尘的快速传播和隔离施工人员，如图1所示。优选的，环境处理装置17至少包括送风单元12和移动吸尘单元20。送风单元12贯穿第一隔离部件2，将第一个隔离部件2与隧道掌子面1构成的第一空间和第一隔离部件2与第二隔离部件3构成的第二空间连通。优选地，送风单元12贯穿第二隔离部件3，将第二空间和第二隔离部件3与第三隔离部件4构成的第三空间连通。优选地，送风单元12贯穿第一隔离部件2和第二隔离部件3，将第一空间、第二空间和第三空间连通。优选地，送风单元12也可以贯穿第三隔离部件4，将第一空间、第二空间、第三空间和外部施工空间全部连通。

优选的，送风单元12包括一个第一轴流风机和至少一个送风管，第一轴流风机通过第一风筒与位于隧道顶部的送风管以柔性连接和/或法兰对接的方式连接。第一轴流风机可以通过位于隧道顶部的送风管将新鲜空气送入第一空间和/或第二空间。

优选的，移动吸尘单元20至少包括以可移动的方式设置于第一空间顶部的顶轨式吸尘器5和设置于地面的可移动吸尘器6。

优选的第一空间内的顶轨式吸尘器，如图6、图7和图8所示，可以包括吸尘器100、吸尘管200、吸尘嘴300和第一轨道400中的至少一个。吸尘嘴300可以通过吸尘管200与吸尘器100连接。吸尘器100以悬挂的方式安装在位于施工区域500顶部的第一轨道400下方并能沿第一轨道 400移动。顶部的轨道简称为顶轨。优选地，施工区域例如是隧道或者地面施工区域。在隧道施工区域中，轨道可以安装在隧道的钢筋网上，比如通过螺栓连接、焊接、铆接、扣接和粘接中的至少一种方式安装在隧道的方式钢筋网上。在地面施工区域中，轨道可以安装在脚手架上，比如，通过螺栓连接、焊接、铆接、扣接和粘接中的至少一种方式安装在隧道的方式脚手架上。

优选的，顶轨式吸尘器可以包括至少一个走行部600。吸尘器100可以通过其中至少一个走行部600以悬挂的方式安装在位于施工区域500顶部的第一轨道400下方。比如，走行部600上可以设有盲孔，吸尘器100 上部可以设有螺纹杆A，并通过螺纹杆A螺纹连接在盲孔内以实现将吸尘器 100可拆卸地安装在走行部600上。顶轨式吸尘器可以包括防松螺栓B。防松螺栓B安装在螺纹杆A上并抵靠在横板的下表面上。在螺纹杆安装到位后，将防松螺栓B向横板方向拧动并抵靠在横板的下表面上。优选地，走行部 600与第一轨道400适配。

优选的，工字型的第一轨道400可以包括第一翼板410、第二翼板420 和连接第一翼板410和第二翼板420的腹板430。走行部600可以包括走行架610、若干走行轮620和若干导向轮630。走行轮620和导向轮630 可以枢转连接于走行架610。走行轮620的第一枢转轴621可以垂直于腹板430。导向轮630的第二枢转轴631可以垂直于走行轮620的第一枢转轴621。导向轮630的第二枢转轴631可以平行于腹板430。走行轮620 可以落于第二翼板420的上表面以使走行部600悬挂在第一轨道400上。走行部620可以在第二翼板420的上表面滚动。导向轮630可以抵靠在腹板430上以使导向轮能在腹板430上滚动从而引导走行部600沿第一轨道 400运动。优选地，第一翼板410上开设有若干安装通孔。安装通孔可以用于作为将轨道安装在钢筋网或者脚手架的安装接口，也可以用于作为若干根轨道之间彼此连接的安装接口，比如通过带孔的连接板和螺栓将两个轨道连接。

优选的，呈凵字型的走行架610可以包括横板611和两块竖板612。横板611可以连接于两块竖板612以构成呈凵字型的走行架610。两块竖板612之间的间距可以大于第二翼板420的宽度。走行部600可以包括至少三个走行轮620。至少三个走行轮620中的至少两个走行轮620可以枢转连接于其中一块竖板612。至少三个走行轮620中的至少一个走行轮620 可以枢转连接于另一块竖板612。比如，当走行部600包括三个走行轮620 时。两个走行轮620可以枢转连接于其中一块竖板612。其余的一个走行轮620可以枢转连接于另一块竖板612。又比如，当走行部600包括四个走行轮620时。两个走行轮620可以枢转连接于其中一块竖板612。其余的两个走行轮620可以枢转连接于另一块竖板612。

优选的，竖板612上可以设有安装孔以使走行轮620的第一枢转轴621 贯穿竖板612并通过螺帽可拆卸地安装在走行架610上。

优选的，走行部600可以包括至少四个导向轮630。每个导向轮630 可以通过弯板650安装竖板612上。每个竖板612上可以各设有两个导向轮630并在走行部600的走行方向上前后布置。弯板650的一端抵靠在竖板612的外侧面上并通过螺栓可拆卸连接于走行架610，弯板650的另一端伸出走行架610之外并向走行部600的中部弯曲，安装在弯板650的另一端上的导向轮630抵靠在腹板430上。

优选的，当吸尘器100以悬挂的方式安装在位于施工区域500顶部的第一轨道400下方后，吸尘器100的水平最低点的离地高度大于等于1米，优选大于1.5米、1.8米或者2米。当两个走行部600的导向轮630相抵靠时，吸尘管200位于这两个走行部600之间的部段的水平最低点的离地高度可以大于等于吸尘器100的水平最低点的离地高度。吸尘器100的水平最低点的离地高度越高，对施工人员的影响越小。吸尘嘴300可以呈喇叭状。优选地，吸尘嘴300可以密接于吸尘管200。

优选的，吸尘管200的一端和吸尘管200的另一端之间的部位通过至少一个走行部600悬挂在空中可以是通过安装在走行部600上的管夹640 将吸尘管200可拆卸地夹持在走行部600下方。

优选的，可移动吸尘器6包括可移动使用的立式吸尘器、卧式吸尘器和便携式吸尘器。例如，立式吸尘器、卧式吸尘器和便携式吸尘器主要由起尘、吸尘、滤尘三部分组成，一般包括串激整流子电动机、离心式风机、滤尘器 (袋)和吸尘附件。功率为400-1000W或更高。个人在使用时可以吸取地面的尘土。优选的，可移动吸尘器6还可以是普通家用吸尘器，例如各种型号的家用吸尘器。

信息采集装置18至少包括设置在第一空间内的第一粉尘浓度传感器7。第一粉尘浓度传感器7和环境处理装置17分别与预警装置电连接。优选地，第一粉尘浓度传感器7可以设置在第一空间两侧侧壁，也可以设置在第一空间的顶部。优选地，粉尘浓度传感器检测空气中粉尘浓度颗粒物质量浓度的设备，例如CCHZ-1000粉尘检测仪。

优选的，在第一空间内的粉尘浓度超过第一粉尘浓度传感器7的阈值的状态下，第一粉尘浓度传感器7向预警装置19发送预警信息。优选地，环境处理装置17在得到启动指令信息的状态下向预警装置发送预警信息。通过该方式可以预警还停留在被隔离区域的施工人员，避免施工人员处于环境处理的区域，保护施工人员的安全。优选地，预警装置19发送预警的方式是可以通过设置在第一空间和/或第二空间的蜂鸣器和/或LED灯发送预警信息，可以是通过移动网络发送预警信息到施工人员的手机，也可以是通过给施工人员装配与报警装置匹配的无线警报器来发送预警信息。优选地，预警装置的预警信息至少包括第一粉尘浓度传感器7和第二粉尘浓度传感器8 的检测信息，能够让施工人员识别粉尘浓度超出阈值的区域。预警信息可以是灯光、声音、文字和震动中的一种或几种。优选地，预警装置可以是一个或是多个。预警装置可以是一个，设置在第一空间的侧壁或是顶部。优选地预警装置可以是两个，分别设置在第一空间和第二空间的侧壁或是顶部。

优选的，环境处理装置17还包括设置在第二空间的雾化喷淋单元21 和贯穿第二隔离部件3的排风单元13。所述排风单元以与送风单元非同侧的方式所述贯穿第一隔离部件、第二隔离部件和第三隔离部件中的至少一个。

雾化喷淋单元21至少包括以可移动的方式设置于第二空间顶部的至少一个顶轨式雾化喷淋器9和设置于第二空间两侧侧壁的可移动喷淋器22。顶轨式雾化喷淋器9包括设置在第二空间顶部的第二轨道和以可移动的方式悬挂于第二轨道的若干个喷头。喷头通过以可移动的方式设置于轨道上的驱动结构与第二轨道连接。优选的，驱动结构为驱动电机。优选的，顶轨式雾化喷淋器9和可移动喷淋器22均连接有输送水的水管。

优选地，喷头为高压喷头，能够使喷液达到雾化状态。雾化状态的喷液可吸收粉尘溶解于液体，能够有效除尘。优选地，顶轨式雾化喷淋器9可以往返多次移动直至关闭。优选地，顶轨式吸尘器5关闭的方式可以是设置工作时间自动关闭，也可以是手动关闭。优选地，顶轨式雾化喷淋器9的工作时间可以由施工人员根据具体情况的需要进行设置。

优选地，优选地，驱动结构包括悬挂驱动装置和滑轮。悬挂驱动装置通过滑轮以可移动的方式设置于第二轨道。优选地，悬挂驱动装置可以是悬挂运输机的驱动装置，例如，角型驱动装置和链带驱动装置。驱动结构可以是能够沿着第二轨道线性移动的装置，例如，悬挂运输送装置。

可移动喷淋器22与顶轨式雾化喷淋器9的结构相同，其区别在于，可移动喷淋器22的轨道设置在第二空间的两侧的侧壁上。并且两侧侧壁的若干个喷头以相对的方向设置。这样，在顶轨式雾化喷淋器9喷淋不到的隧道侧壁区域，可移动喷淋器22能够对空气中的灰尘进行喷淋，提高喷淋的工作效率。

排风单元13包括一个第二轴流风机和至少一个排风管。第二轴流风机通过第二风筒与位于隧道底部的排风管以柔性连接和/或法兰对接的方式连接。送风单元12和排风单元13使得第一空间和第二空间形成风循环系统。优选地，排风单元13也可以贯穿第一隔离部件2使得第一空间形成风循环系统。

优选地，送风管位于隧道顶部，通过轴流风机压入式通风。在第二隔离部件3处于闭合的状态下使第一空间和第二空间与外部区域产生气压差，外部区域的新鲜空气通过送风管直接自然地输送至第一空间和第二空间。排风管位于隧道底部，通过轴流风机排风，吸出污染的空气。如图3所示，送风单元12和排风单元13使得第一空间和第二空间形成风循环系统。风循环系统能够迅速置换空气达到快速降尘的目的。送风管和排风管可以设置在隧道两侧底部。该设置方式易于送风管和排风管的安装，并且送风管送入的新鲜空气通过排风管排出，可以形成风循环系统。优选地，送风管可以设置在隧道顶部且排风管设置在隧道底部。通过该设置方式，送风管送入的新鲜空气从隧道顶部沿着隧道掌子面1进入第一空间并且沿着底部排风管排出，不仅能够形成风循环系统，有效的排出漂浮在空气中的粉尘，还能够防止粉尘飞扬。

优选的，信息采集装置18还包括设置在第二空间内的第二粉尘浓度传感器8。第二粉尘浓度传感器8与预警装置19电连接。优选地，第二粉尘浓度传感器8可以设置在第二空间的两侧侧壁和顶部。

优选的，在第二空间内的粉尘浓度超过第二粉尘浓度传感器8的阈值的状态下，第二粉尘浓度传感器8向预警装置19发送预警信息。优选地，第二粉尘浓度传感器8的阈值可以与第一粉尘浓度传感器7的阈值相同。优选地，第一粉尘浓度传感器7和第二粉尘浓度传感器8的阈值可以由施工人员根据具体情况的需要进行设置。优选地，预警装置可以分别设置在第一空间和/第二空间的顶部。

优选的，环境处理装置17还包括设置在第二空间的收尘单元14和排水单元11。收尘单元14悬挂在第二空间的顶部并通过管道与顶轨式吸尘器 5连接。收尘单元14能够收集顶轨式吸尘器5的灰尘，令顶轨式吸尘器5 不必增设吸尘袋，减小自身重量。此外，收尘单元14也有利于灰尘的集中清理。优选地，收尘单元14是具有收集灰尘能力的装置，可以是能够悬挂的收尘袋。例如PTEF针刺毡除尘布袋、PPS针刺毡除尘布袋、玻璃纤维除尘布袋、P84针刺毡除尘布袋、氟美斯针刺毡除尘布袋、美塔斯针刺毡除尘布袋。收尘单元14也可以是能够悬挂或是设置于地面的集尘器。例如，脉冲反吹工业集尘器和高负压电动振尘型工业集尘器。

排水单元11设置于第二空间的底部以将雾化喷淋单元21喷淋粉尘的水排出。排水单元11能够及时排出雾化喷淋单元21喷淋的水分，防止水分过多腐蚀设备和降低衬砌的支撑能力。优选地，排水单元11是具有排出污水且能够与隧道施工排水系统连接的排水装置，例如，采用钢丝网和水泥砂浆与隧道排水系统连接PE排污管。

优选的，信息采集装置18至少还包括设置在第一空间和/或第二空间内的空气质量传感器23、温度传感器24、湿度传感器25和/或显示装置26。空气质量传感器23、温度传感器24和/或湿度传感器25将监测的第一空间和/或第二空间内的空气参数以有线和/或无线的方式发送至显示装置26。优选地，空气质量传感器23可以是能够监测空气中的乙醇、氨气、硫化物、苯系蒸汽、烟雾和其它有害气体的传感器，例如MEMS半导体金属氧化物传感器。优先地，温度传感器24是能够监测隧道施工区域温度的传感器，例如加拿大Roctest公司生产的TH温度传感器。优选地，湿度传感器25能够提供精确的露点和绝对湿度测量的仪器，例如Honeywell公司的HIH3605 湿度传感器。优选地，信息采集装置18也还包括可以同时检测温度和湿度的传感器，例如OMEGA公司的HX15系列温湿度传感器。

优选地，显示装置26能够显示空气参数和其他文字信息的显示面板，例如，可以是开放式、嵌入式、壁挂式、卡扣式、机架式和悬臂式的液晶显示屏的一种或几种。优选地，显示装置26可以是具有防尘设计的嵌入式液晶显示屏。

优选的，信息采集装置18还包括图像采集装置。图像采集装置可以是摄像机，例如，可以是红外摄像机。图像采集装置可以用来监测第一空间、第二空间和第三空间的施工人员活动情况。通过图像采集装置，可以及时发现被隔离在进行环境净化区域的施工人员，保证施工人员的安全。

优选地，信息采集装置18还包括位于第一空间顶部的隧道激光断面仪。优选地，隧道激光断面仪可以检测和记录多组断面数据，能够检测和预警隧道的变形，例如，北京光电技术研究所的BJSD-4型激光隧道断面检测仪。

优选的，第一隔离部件2、第二隔离部件3和/或第三隔离部件4包括在充气膨胀的状态下由U型密封气囊27形成的U型隔离结构。U型隔离结构的U形通道设置有基于至少一个滑行轨道28纵向或横向移动的至少一个隔离组件29。U型隔离结构的两端以可拆卸的方式与地面贴合的连接板31 连接。U型密封气囊27基于充气的压力而膨胀的情况下，按照与隧道表面紧密贴合的方式固定在隧道中。优选地，可拆卸的方式可以是卡扣，例如，U型隔离结构的两端设置有拉索，拉索与固定在连接板31上的锁扣连接。

优选地，U型密封气囊27是带有锁紧开关的充气气囊。U型密封气囊 27设置有拉链。U型密封气囊27的表面覆盖保护外套。优选地，保护外套通过锁紧件与U型密封气囊27的拉链连接。保护外套可以是布、塑料、钢板、木板的一种或几种。优选地，保护外套可以是具有防尘、防水和防刮功能的隔离布。U型隔离结构包括U型通道。U型通道是由U型密封气囊27 与隧道二衬表面紧密贴合并与地面贴合的连接板连接形成的通道。优选地， U型通道可以用来通过施工人员、设备和碴车。优选地，U型通道的形状可以是U形、半圆形和矩形的一种。优选地，U型通道的形状是正方形，如图 4所示。优选地，在U型通道的一侧或两侧设置有滑行轨道28。优选地，滑行轨道28设置在U型通道正方形边沿的上边沿和/或左右两侧边沿。优选地，滑行轨道28的数量可以是一个或多个。优选地，隔离组件29可以通过滑轮或滑块沿滑行轨道滑动。优选地，隔离组件可以纵向滑动，也可以横向滑动。

优选地，隔离组件29可以是具有防尘隔离功能的组件，例如，单层隔离布、双层隔离布、门帘、钢化玻璃、隔离门中的一种或几种。优选地，隔离组件是可以是磁吸门帘。

根据一个优选的实施方式，设置于隔离组件一端的电控门组件30与预警装置19电连接以向预警装置19反馈隔离组件29的打开和/或闭合状态信息。优选地，电控门组件30可以通过感应探测器来感知隔离组件29的打开和/或关闭信息。优选地，感应探测器可以是微波感应器和/或红外感应器。优选地，感应探测器可以是微波感应器和/或红外感应器。优选地，在第一空间和/或第二空间的粉尘浓度没有超过第一粉尘浓度传感器7和/或第二粉尘浓度传感器8阈值的状态下，第一隔离部件2处于打开状态且第二隔离部件3处于关闭状态。优选地，第一隔离部件2的隔离组件29关闭的时间超过一定时限时，电控门组件30通过感应探测器感知的关闭信息发送给预警装置19，预警装置19发出警报，预警施工人员相应的施工区域已处于隔离状态，将要进行环境除尘。通过该方式可以预警仍处于隔离区域的施工人员离开，避免施工人员暴露在环境处理装置工作区域的安全隐患。优选地，第二隔离部件3的隔离组件29打开的时间超过一定时限时，电控门组件30通过感应探测器感知的打开信息发送给预警装置19，预警装置19发出警报。通过该方式，使得第二隔离部件2与第三隔离部件构成的第三空间处于隔离状态，远离粉尘、烟、灰等污染的施工区域。优选的，隔离组件29 打开或关闭的一定时限可以是施工人员根据实际情况设置。

优选的，送风管和排风管通过U型隔离结构上的送风管预留孔32和排风管预留孔33贯穿第一隔离部件2和/或第二隔离部件3。优选地，送风管预留孔32和排风管预留孔33的内壁设置有具有弹性的围边。送风管和排风管通过后，围边可以紧固送风管或排风管，并且防止粉尘通过送风管或排风管与孔的间隙扩散。优选地，围边是具有弹性的布或橡胶圈，例如，密封的橡皮圈。送风管和排风管可以是刚性风管和/或软性风管。优选地，送风管是刚性风管，排风管是软性风管。

优选的，第二隔离部件3与第三隔离部件4之间设置有以可拆卸式的方式连接至第二隔离部件3的U型胶囊空间10。优选地，U型胶囊空间10 可以是充气式的。优选地，可拆卸的方式可以是卡扣、拉链、螺纹中的一种或几种。

U型胶囊空间10至少包括可收缩的卷帘门，U型胶囊空间10内设置有用于对身体除尘的至少一个除尘器。优选地，可伸缩的卷帘门可以是电控门、自动感应门、磁吸门中的一种或几种。优选地，除尘器是清理烟、灰和粉尘的装置，例如干式机械除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器、电除尘器中的一种或几种。优选地，除尘器可以是风淋除尘器。除尘器可以是手动启动，也可以是自动启动。优选地，除尘器设置有红外感应器自动吹淋。

实施例2

本实用新型是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，用于隧道监测的智能预警系统还包括控制装置15。控制装置 15通过有线和/或无线的方式分别连接隔离装置16、环境处理装置17、信息采集装置18和预警装置19。优选地，包括控制装置15的用于隧道监测的智能预警系统的逻辑模块图如图5所示。优选地，走行部和驱动结构分别与控制装置15电连接。卷帘门的驱动装置15与控制装置电连接。优选地，图像采集装置和隧道激光断面仪分别与控制装置15电连接。优选地，控制装置15通过有线和/或无线的方式分别连接空气质量传感器23、温度传感器24和湿度传感器25。通过该方式，控制装置15能够实时监测空气参数，检测经过环境处理装置17处理过后的施工区域的空气参数。

控制装置15在收到第一隔离部件2处于闭合状态的反馈信息的情况下将启动指令信息发送至送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6。例如，控制装置15可以将启动指令信息发送至送风单元12和顶轨式吸尘器5，或是将启动指令信息发送至送风单元12和可移动吸尘器6，也可以是将启动指令信息发送至送风单元12、顶轨式吸尘器5和可移动吸尘器6。

优选地，在第一空间和/或第二空间的粉尘浓度没有超过第一粉尘浓度传感器7和/或第二粉尘浓度传感器8阈值的状态下，第一隔离部件2处于打开状态且第二隔离部件3处于关闭状态。通过改设置方式，可以使得第三空间与施工区域隔离，能够保证第三空间无烟、灰和粉尘污染。在第一空间的粉尘浓度超过第一粉尘浓度传感器7阈值的状态下，第一粉尘浓度传感器向预警装置19发出预警信息。预警装置19发出预警后，在第一空间作业的施工人员陆续离开进入第二空间，并且最后一名施工人员关闭第一隔离部件2，第一隔离部件2处于闭合状态的反馈信息发送至控制装置15。优选地，第一隔离部件2可以设置自动感应器，自动感应器感应第一空间和/或第二空间的施工人员，在最后一名施工人员离开后，第一隔离部件2自动关闭。在第一隔离部件2处于闭合状态的时间超过限定值时，第一隔离部件2 发送反馈信息至控制装置15。优选地，自动感应器是通过微波和红外实现隔离部件自动化开启或关闭，可以是红外感应探头和人体雷达感应开关。例如自动感应器可以是德国倍家福门控光电传感器。优选地，限定值可以设置为1分钟，也可以根据实际情况手动设置。

优选地，送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6启动后，第一空间是一个封闭的空间，能够阻止粉尘通过空气快速传播。优先地，在第一空间的粉尘浓度降低到第一粉尘浓度传感器7的阈值之下的状态下，控制装置15将关闭指令信息发送至送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6。优选地，排风单元13可以和送风单元12同时启动。优选地，送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6可以间歇式的循环工作，例如，送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6可以以每间隔10分钟工作5分钟的方式循环工作直至接收到关闭指令信息。优选地，的间隔时间和工作时间可以根据施工的需要进行设置。优选地，排风单元13 可以和送风单元12同时启动。优选地，在第一空间的粉尘浓度降低到第一粉尘浓度传感器7的阈值之下且送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器6处于关闭的状态下，控制装置15将开启指令信息发送至第一隔离部件2。优选地，在第一空间粉尘浓度处于第一粉尘浓度传感器7阈值的状态下，第一隔离部件2也可以由第二空间的施工人员打开。

在第二空间的粉尘浓度超过第二粉尘浓度传感器8阈值的状态下，控制装置15在收到第二隔离部件3处于闭合状态且第一隔离部件2处于打开状态的反馈信息的情况下将启动指令信息发送至排风单元13、顶轨式雾化喷淋器9和/或可移动喷淋器22以进行除尘。

优选地，在第二空间的粉尘浓度超过第二粉尘浓度传感器8阈值的状态下，第二粉尘浓度传感器8向预警装置19发送预警信息。第二空间和第一空间的施工人员接收到预警信息后通过第二隔离部件3进入第三空间，并且最后一名施工人员关闭第二隔离部件3，第二隔离部件3处于闭合且第一隔离装置2处于开启的状态的反馈信息发送至的控制装置15。

另一种实施方式是第二隔离部件3设置自动感应器，自动感应器感应第二空间的施工人员，在最后一名施工人员离开后，第一隔离部件2自动关闭。在第二隔离部件3处于闭合状态的时间超过限定值时，第二隔离部件3处于闭合且第一隔离装置2处于开启的发送反馈信息至控制装置15。控制装置 15将启动指令信息发送至排风单元13、顶轨式雾化喷淋器9和/或可移动喷淋器22以进行除尘。

优选地，排风单元13、顶轨式雾化喷淋器9和/或可移动喷淋器22可以间歇式的循环工作，例如，排风单元13、顶轨式雾化喷淋器9和/或可移动喷淋器22可以以每间隔10分钟工作5分钟的方式循环工作直至接收到关闭指令信息。优选地，间隔时间和工作时间可以根据施工的需要进行设置。优选地。送风单元12可以与排风单元13同时启动。

优选地，在第一空间和第二空间的粉尘浓度同时超过对应的粉尘浓度传感器阈值的状态下，控制装置15向预警装置19发送预警信息。控制装置 15在收到第一隔离部件2和第二隔离部件3处于闭合状态的反馈信息的情况下将启动指令信息发送至送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器22。通过该方式，在第一空间和第二空间的粉尘浓度同时超过阈值的状态下，首先发送预警信息并隔离第一空间和第二空间，防止粉尘通过空气快速传播，能够有效保护施工人员，达到安全预警的有益效果。在第一空间的粉尘浓度降低到第一粉尘浓度传感器7的阈值之下的状态下，控制装置15 将关闭指令信息发送至送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器 22。通过该方式，把污染区域控制在有限的空间内，能够达到快速除尘的效果。在第一空间的粉尘浓度降低到第一粉尘浓度传感器7的阈值之下且送风单元12、顶轨式吸尘器5和/或可移动吸尘器22处于关闭的状态下，控制装置15将开启指令信息发送至第一隔离部件2。控制装置15在收到第二隔离部件3处于闭合状态且第一隔离部件2处于打开状态的反馈信息的情况下，将启动指令信息发送至排风单元13、顶轨式雾化喷淋器9和/或可移动喷淋器以进行除尘。通过吸尘和雾化喷淋等处理方式，能够快速的净化施工环境，有效地增加了施工效率。

优选地，控制装置15与预警装置19通过有线/或无线的方式连接。通过该方式可以在除尘完毕之后发出警报信息，通知施工人员施工区域的空气质量已恢复。在施工区域处于突发状况的情况下，也可以控制装置发出警报，通知施工人员离开。优选地，突发状况包括火灾、突涌水和坍塌等安全事故。

优选的，控制装置15可以是基于PLC的控制装置，根据信息采集装置 18和隔离装置16的反馈信息发出控制信息，可以是具有ARM、MIPS和 FPGA等嵌入式处理器的控制装置。优选地，控制装置15还具有无限收发模块，可以以无线的方式连接其他装置。优选地，控制装置设置在保护箱内，保护箱可以设置在第三空间的侧壁和/或地面。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。