--逃生管--隧道使用安全通道                     

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--逃生管--隧道使用安全通道
试验目的 
    通过将尺寸规格相近的聚乙烯聚乙烯公路隧道施工救援通道与钢管分别进行抗冲击试验，论证聚乙烯管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。
试验材料
1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管,规格为Φ620×10.屈服强度σ1=215GPa，弹性模量弹性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。
2、聚乙烯聚乙烯公路隧道施工救援通道（分子量约为250万），规格为Φ636×24 , 屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
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    采用尺寸规格相近的钢管与聚乙烯聚乙烯公路隧道施工救援通道从距圆管顶部的高度H为10m的地方将重物自由释放，进行冲击对比试验，验证超聚乙烯公路隧道施工救援通道的可靠性。
 1、冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.67m。岩体参数取值为：弹性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；岩块重 W=400kg。
 2、圆管垫层为平整放置的砂袋，垫层厚250mm，宽800mm。
    用于聚乙烯 公路隧道施工救援通道的薄壁圆管自由放置于平整垫层上，当受到落石冲击荷载作用时，圆管底部主要受垫层竖向和横向摩擦约束作用。冲击试件离圆管顶部距离主要取决于隧道断 面的开挖高度，本实验取隧道中心顶部到圆管顶部的高度的极限值H为10m，将块石自由释放，分别对聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和钢管进行冲击。实验结果公路隧道逃命受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有受到损伤，耐冲击性能良好；钢管在受到冲击后，管道被砸扁，发生*性形变。

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为了明确冲击能量的大小，对石块从10m高处自由落下的冲击力及圆管形变量进行计算。在石块自由下落时，石块瞬时速度可由能量守恒定律求出， Vt=14m/s。同时，可计算出聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和钢管所受冲击力和变形量如表2 所示。

表2  超高分子量聚乙烯隧道施工救援通道与钢管受冲击力及变形量对比表

从结果中可以看出，10m高处落下的石块的冲击能非常大。同时聚乙烯公路隧道施工救援通道抗冲击性能*，外力冲击不能使其破裂。而且，其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能，受到大石块冲击的过程中，能够吸收大部分的冲击能，减少对管道的破坏。钢管抗冲击性能不如聚乙烯 公路隧道施工救援通道 ，且其在受到石块砸击之后发生*性形变，难以恢复。 
 结论 
    次采用聚乙烯公路隧道施工救援通道对聚乙烯公路隧道施工救援通道进行了设计。 同时，聚乙烯 公路隧道施工救援通道的结构尺寸符合人体工程学原理，结构简单，拆装方便。 zui后，通过对聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了聚乙烯公路隧道施工救援通道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。

具有优异的综合性能主要有以下几点：

1、聚乙烯公路隧道施工救援通道重量轻、仅为钢管重量的1/3左右，拆装和搬运方便。
2、聚乙烯公路隧道施工救援通道韧性好、抗冲击强度高，受到强外力冲击时瞬间变形，吸收大量冲击能量，然后迅速恢复原来形状，为隧道施工逃生应急救援提供了极为安全可靠的保障。
3、聚乙烯公路隧道施工救援通道环刚度高、耐压性好、不易变形，在公路隧道施工中发生坍塌时，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。
4、聚乙烯公路隧道施工救援通道安装方便,且聚乙烯公路隧道施工救援通道采用管箍连接拆装方便。
5、聚乙烯公路隧道施工救援通道可重复使用，由于聚乙烯公路隧道施工救援通道采用聚乙烯量聚乙烯材料，该材料具有很好的抗老化性能、脆化性能慢，所以其管道理论寿命在100年以上。

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     聚乙烯公路隧道施工救援通道管径设计根据应用人体测量学的美国著名专家阿尔文·R·蒂利对人体测量学的研究成果可知，人在爬行移动时，较舒适的情况下爬行高度为800mm，爬行长度为1520mm，如下图所示。上图爬行过程中的人体工程学要求 

 阿尔文·R·蒂利指出，在全身进入式上下通行的圆形洞口底部出入口爬行通过时，圆管的zui小直径为585mm。 因此，公路隧道施工新型应急救 援通道的内径必须≥585mm，才能保证人体的正常 通过。同时，考虑到公路隧道施工现场的实际情况，应急救援通道的外径不宜过大，否则对施工的影响较大，故取聚乙烯量聚乙烯管道的外径为636mm。

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①聚乙烯公路隧道施工救援通道所用管材采用φ800mm的聚乙烯量聚乙烯管道，管节长度根据现场情况来定可选用3m、6m、9m、12m长度管节，壁厚30mm，管节间可采用直径大于逃生管道直径的金属带孔抱箍连接，22mm宽,采用螺栓临时固定。为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接头的牢固，并经试验室具体试验后，方可用于隧道中。 

②施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头。 

③聚乙烯公路隧道施工救援通道经加工使用，结合材质及现场实际情况分别进行加工，连接简单、牢固、紧密可靠，且在地面做好临时固定措施，施工时管口可加临时封盖，并易于打开和封闭。

④聚乙烯公路隧道施工救援通道用φ800mm的承插聚乙烯量聚乙烯管道，设置起点为施作好的二衬端头处，距二衬端头距离不得大于5米，从衬砌工作面布置至距离开挖面20m以内的适当位置,聚乙烯 公路隧道施工救援通道  沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品，承插聚乙烯量聚乙烯管道纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将聚乙烯量聚乙烯管道冲脱。 

⑤聚乙烯公路隧道施工救援通道在二衬台车移动就位过程中，临时拆移时应逐节拆除，严禁一次拆除到位，以随时确保聚乙烯量聚乙烯聚乙烯 公路隧道施工救援通道的效用。 

⑥聚乙烯公路隧道施工救援通道在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，安装135°转接接头顺延，其管道架空高度和长度以不影响施工并便于开启逃生窗口为宜。 

⑦设置的聚乙烯公路隧道施工救援通道应平整、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。

⑧聚乙烯公路隧道施工救援通道布设长度为100m。

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   聚乙烯公路隧道施工救援通道具有优异的综合性能，具有其他工程塑料*的耐冲击性、抗压性、耐磨损、抗老化、轻质性，且耐化学腐蚀、卫生无毒、不易粘附，在国外被称为“神奇的塑料”。因此，其在机械、交通运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工等领域，具有广泛的引用前景。 
●重量轻、聚乙烯 公路隧道施工救援通道仅为钢管重量的1/8左右，拆装和搬运方便。

●  聚乙烯公路隧道施工救援通道韧性好、抗冲击强度高，受到强外力冲击时瞬间变形，吸收大量冲击能量，然后迅速恢复原来形状，为公路隧道施工逃生应急救援提供了极为安全可靠的保障。
●管道环刚度高、耐压性好、不易变形，聚乙烯 公路隧道施工救援通道 在公路隧道施工中发生坍塌时，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。

丽水市隧道施工救援通道基本参数

工程案例