超高逃生管道 超高分子DN800外徑逃生管道

逃生管道是隧道起點(diǎn)為二襯端頭處，距二襯端頭距離不得大于5米，從襯砌工作面布置至距離開(kāi)挖面30m以內(nèi)的適當(dāng)位置，管道沿著初期支護(hù)的一側(cè)向掌子面鋪設(shè)，管內(nèi)預(yù)留工作繩，方便逃生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)。如何選用逃生管道？目前市場(chǎng)上普遍用的鋼制逃生管和超高分子DN800逃生管，兩者的區(qū)別有以下幾個(gè)方面：

1、超高分子是新型抗沖擊逃生管道，鋼制的是傳統(tǒng)的隧道用逃生管道

2、遇到外力時(shí)，超高分子逃生管能吸收沖擊能，恢復(fù)原狀，不易變形，而鋼制逃生管則變形。

3、超高分子逃生管重量是鋼管的八分之一，超高分子更易運(yùn)輸、安裝。

4、價(jià)格相對(duì)適中，性價(jià)比非常高，逐步替代傳統(tǒng)鋼制逃生管。

洛陽(yáng)國(guó)潤(rùn)新材采用新材料（新型隧道逃生管，是一種由乙烯、丁二烯單體在催化劑作下，聚合而成的平均分子量在200萬(wàn)以上的線型結(jié)構(gòu)熱塑性工程塑料。）對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。結(jié)合人體工程學(xué)原理，根據(jù)Hertz接觸力學(xué)理論，采用Thonroton假設(shè)，對(duì)新型隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)抗沖擊性試驗(yàn)，對(duì)新型隧道逃生管應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。

通過(guò)以下4種基本方法驗(yàn)證新型隧道逃生管的可靠性

1.超高逃生管道 超高分子DN800外徑逃生管道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

    根據(jù)應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)的美國(guó)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725mm，爬行長(zhǎng)度為1520mm，如圖2所示。

圖2爬行過(guò)程中的人體工程學(xué)要求阿爾文·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zui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636mm。  

2.新型四川隧道逃生管道薄厚徑設(shè)計(jì)

    薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點(diǎn)局部凹陷為主。 取不同圓管壁厚H進(jìn)行計(jì)算，隨著圓管壁厚的增加，塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來(lái)越小。當(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，四川隧道逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當(dāng)下落高度h＝5ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時(shí)，隧道逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為740mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能安全通過(guò)應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不安全，當(dāng)壁厚更大時(shí)，盡管安全性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運(yùn)困難。 因此，設(shè)計(jì)中取隧道逃生管道壁厚為30mm是適宜的。

3.隧道逃生管道連接部件設(shè)計(jì)  

     隧道逃生管道主體部分采用新型隧道逃生管，并在端部設(shè)有加強(qiáng)護(hù)層，連接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發(fā)生坍塌事故時(shí)，相關(guān)人員方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一攀爬繩本著拆裝方便的原則，公路隧道逃生管道與管之間的連接方式為抱箍連接。 故在安裝施工組織中較為方便，當(dāng)安裝時(shí)，只需將兩管對(duì)接，用抱箍上緊扣牢，依據(jù)抱箍現(xiàn)有的孔，用鉆往管管上打孔近穿螺栓即可。其中，鋼絲繩端頭和鐵鏈端頭為掛鉤，鐵鏈長(zhǎng)度可根據(jù)扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環(huán)上的位置 自由調(diào)節(jié)。

4.隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證

    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)隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果隧道逃生管道受到?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)生形變。

認(rèn)證結(jié)論：

由于隧道逃生管道重量輕拆裝和搬運(yùn)方便；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；管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(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，包括鋼管。

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