--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
試驗目的 
    通過將尺寸規(guī)格相近的聚乙烯聚乙烯公路隧道施工救援通道與鋼管分別進行抗沖擊試驗，論證聚乙烯管應用于公路隧道坍塌逃生應急救援的可行性。
試驗材料
1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管,規(guī)格為Φ620×10.屈服強度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量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（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ636×24 , 屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
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    采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與聚乙烯聚乙烯公路隧道施工救援通道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進行沖擊對比試驗，驗證超聚乙烯公路隧道施工救援通道的可靠性。
 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。
    用于聚乙烯 公路隧道施工救援通道的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當受到落石沖擊荷載作用時，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 面的開挖高度，本實驗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，分別對聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和鋼管進行沖擊。實驗結(jié)果公路隧道逃命受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生*性形變。

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為了明確沖擊能量的大小，對石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進行計算。在石塊自由下落時，石塊瞬時速度可由能量守恒定律求出， Vt=14m/s。同時，可計算出聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和鋼管所受沖擊力和變形量如表2 所示。

表2  超高分子量聚乙烯隧道施工救援通道與鋼管受沖擊力及變形量對比表

從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時聚乙烯公路隧道施工救援通道抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如聚乙烯 公路隧道施工救援通道 ，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*性形變，難以恢復。 
 結(jié)論 
    次采用聚乙烯公路隧道施工救援通道對聚乙烯公路隧道施工救援通道進行了設計。 同時，聚乙烯 公路隧道施工救援通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學原理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 zui后，通過對聚乙烯 公路隧道施工救援通道 和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了聚乙烯公路隧道施工救援通道應用于公路隧道施工應急救援的可靠性。

具有優(yōu)異的綜合性能主要有以下幾點：

1、聚乙烯公路隧道施工救援通道重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。
2、聚乙烯公路隧道施工救援通道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來形狀，為隧道施工逃生應急救援提供了極為安全可靠的保障。
3、聚乙烯公路隧道施工救援通道環(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，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。
4、聚乙烯公路隧道施工救援通道安裝方便,且聚乙烯公路隧道施工救援通道采用管箍連接拆裝方便。
5、聚乙烯公路隧道施工救援通道可重復使用，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，該材料具有很好的抗老化性能、脆化性能慢，所以其管道理論壽命在100年以上。

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     聚乙烯公路隧道施工救援通道管徑設計根據(jù)應用人體測量學的美國著名專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學的研究成果可知，人在爬行移動時，較舒適的情況下爬行高度為800mm，爬行長度為1520mm，如下圖所示。上圖爬行過程中的人體工程學要求 

 阿爾文·R·蒂利指出，在全身進入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時，圓管的zui小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工新型應急救 援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常 通過。同時，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實際情況，應急救援通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取聚乙烯量聚乙烯管道的外徑為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，管節(jié)長度根據(jù)現(xiàn)場情況來定可選用3m、6m、9m、12m長度管節(jié)，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于逃生管道直徑的金屬帶孔抱箍連接，22mm寬,采用螺栓臨時固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對采用的材質(zhì)管材，必須確保其承壓能力和連接頭的牢固，并經(jīng)試驗室具體試驗后，方可用于隧道中。 

②施工現(xiàn)場應根據(jù)隧道圍巖、掘進開挖方式等情況備足管道和連接材料，除整節(jié)管道外，應同時備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉(zhuǎn)接接頭。 

③聚乙烯公路隧道施工救援通道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場實際情況分別進行加工，連接簡單、牢固、緊密可靠，且在地面做好臨時固定措施，施工時管口可加臨時封蓋，并易于打開和封閉。

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，設置起點為施作好的二襯端頭處，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挖面20m以內(nèi)的適當位置,聚乙烯 公路隧道施工救援通道  沿著初期支護的一側(cè)向掌子面鋪設，管內(nèi)預留工作繩，方便逃生、搶險、聯(lián)絡和傳輸各種物品，承插聚乙烯量聚乙烯管道縱向連接可采用鏈條等措施，防止坍塌時將聚乙烯量聚乙烯管道沖脫。 

⑤聚乙烯公路隧道施工救援通道在二襯臺車移動就位過程中，臨時拆移時應逐節(jié)拆除，嚴禁一次拆除到位，以隨時確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經(jīng)過掘進臺階時，應按順延臺階布置，安裝135°轉(zhuǎn)接接頭順延，其管道架空高度和長度以不影響施工并便于開啟逃生窗口為宜。 

⑦設置的聚乙烯公路隧道施工救援通道應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途。

⑧聚乙烯公路隧道施工救援通道布設長度為100m。

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   聚乙烯公路隧道施工救援通道具有優(yōu)異的綜合性能，具有其他工程塑料*的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性，且耐化學腐蝕、衛(wèi)生無毒、不易粘附，在國外被稱為“神奇的塑料”。因此，其在機械、交通運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領域，具有廣泛的引用前景。 
●重量輕、聚乙烯 公路隧道施工救援通道僅為鋼管重量的1/8左右，拆裝和搬運方便。

●  聚乙烯公路隧道施工救援通道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來形狀，為公路隧道施工逃生應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，聚乙烯 公路隧道施工救援通道 在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。

麗水市隧道施工救援通道基本參數(shù)

工程案例