隧道工程施工逃生管道

      由于隧道逃生管材料重量輕拆裝和搬運(yùn)方便；管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形， 同時(shí)，新型應(yīng)急救援通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。 最后，通過(guò)對(duì)超高分子量聚乙烯逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯逃生管道應(yīng)用于隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

隧道工程施工逃生管道優(yōu)異性
       隧道逃生管具有優(yōu)異的綜合性能，具有其他工程塑料無(wú)可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性，且耐化學(xué)腐蝕、衛(wèi)生無(wú)毒、不易粘附，在國(guó)外被稱(chēng)為“神奇的塑料”。

1、重量輕、同規(guī)格下重量?jī)H為鋼管重量的1/8，拆裝和搬運(yùn)方便。

2、管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為安全可靠的保障。
3、管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道。

4、耐磨損、抗老化，可長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用。

隧道工程施工逃生管道與鋼管的可靠性驗(yàn)證

    通過(guò)將尺寸規(guī)格相近的超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高管應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。

試驗(yàn)材料

1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620×10。 屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ800×30 , 屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗(yàn)要求及方法

    采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道的可靠性。

 1、沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑 為0.67m。巖體參數(shù)取值為：彈性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重 W=400kg。

 2、圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。

用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時(shí)，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷 面的開(kāi)挖高度，本實(shí)驗(yàn)取隧道中心頂部到圓管頂部 的高度的極限值 H為10m，將塊石自由釋放，分別對(duì)超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果超高分子量聚乙烯隧道工程施工逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒(méi)有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生永久性形變。

首次采用公路隧道工程施工逃生管道對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，公路隧道逃生管的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，拆裝方便。 最后，通過(guò)對(duì)公路隧道逃生管和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了公路隧道逃生管應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

公路隧道工程施工逃生管道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 
      根據(jù)應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)的先驅(qū)美國(guó)著名專(zhuān)家阿爾文·R·蒂利對(duì)人體測(cè)量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動(dòng)時(shí)，較舒適的情況下爬行高度為800mm，爬行長(zhǎng)度為1520mm，如圖所示。

阿爾文·R·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過(guò)時(shí)，圓管的最小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常 通過(guò)。 
      同時(shí)，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，應(yīng)急救援通道的外徑不宜過(guò)大，否則對(duì)施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm。

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