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四川逃生管道

    截至2008年底，我國公路隧道總數已達5426座，共319×104km，然而，我國公路隧道建設起步較晚，與國外發達國家相比，相關技術水平仍較低，加之公路隧道跨度大、施工工藝復雜、地形多變等特點，導致公路隧道建設過程中還存在諸多技術問題。

    截至2008年底，我國公路隧道總數已達5426座，共319×104km，然而，我國公路隧道建設起步較晚，與國外發達國家相比，相關技術水平仍較低，加之公路隧道跨度大、施工工藝復雜、地形多變等特點，導致公路隧道建設過程中還存在諸多技術問題。

     我公司生產的逃生管道規格為φ800×30mm，每節長度3米。

       隧道逃生管道材料重量輕拆裝和搬運方便；管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形；管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，同時，新型應急救援通道的結構尺寸符合人體工程學原理，結構簡單，拆裝方便。

四川逃生管道優異性 

1、重量輕、同規格下重量僅為鋼管重量的1/8，拆裝和搬運方便。

2、管道韌性好、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。

3、管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，在隧道施工中發生坍塌時，承壓能力和抗環境破壞能力遠遠超過一般管道。

4、耐磨損、抗老化，可長時間重復使用。

2.新型四川逃生管道薄厚徑設計 
    薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側向沖擊的過程中，結構下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點局部凹陷為主。 
    根據Hertxz接觸力學理論，采用Thornton假設，設材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎上，圓管受到側向沖擊時局部凹陷值△與側向載荷 P之間的關系，則可推出圓管受到側向沖擊時局部凹陷值，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。  
    四川隧道逃生管道（分子量約為250萬），規格為Φ超高分子量聚乙烯*30mm其主要參數取值為：屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3　。
    沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.67m，巖體參數取值為：彈性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=400kg。 
    取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對四川隧道逃生管道和鋼管進行沖擊，此時可根據能量守恒定律計算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算，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越小。當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，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%；當下落高度h＝5ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時，四川隧道逃生管道變形凹陷后，管內的通行空間為740mm，滿足人體工程學要求，人能安全通過應急通道。當壁厚較小時，變形值增大，可能不安全，當壁厚更大時，盡管安全性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設計中取四川隧道逃生管道壁厚為30mm是適宜的。 

3.連接部件設計 
   用于公路隧道施工中的四川隧道逃生管道在符合人體工程學原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足公路隧道施工應急救援功能性要求，連接方式簡單、拆裝方便。因此，對應急救援通道進行了如下結構設計。 
  四川隧道逃生管道主體部分采用超高分子量聚乙烯管道，并在端部設有加強護層，連接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發生坍塌事故時，相關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，公路四川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*安裝時，只需將兩管對接，用抱箍上緊扣牢，依據抱箍現有的孔，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，鐵鏈長度可根據扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環上的位置 自由調節。
4.可靠性驗證

試驗目的 
    通過將尺寸規格相近的四川隧道逃生管道與鋼管分別進行抗沖擊試驗，論證超高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、四川隧道逃生管道（分子量約為250萬），規格為Φ超高分子量聚乙烯×30mm，屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

    由于（超高分子量聚乙烯）重量輕拆裝和搬運方便；管道韌性好、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；管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發生坍塌時，承壓能力和抗環境破壞能力遠遠超過一般管道，包括鋼管，那么我們來看看他的*性和應用范圍。

隧道逃生管道優異性
    具有優異的綜合性能，具有 其他工程塑料*的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質性，且耐化學腐蝕、衛生無毒、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、農業、化工等領域，具有廣泛的引用前景。 
●重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。
●管道韌性好、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。
●管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發生坍塌時，承壓能力和抗環境破壞能力遠遠超過一般管道。
四川逃生管道應用：
    ①四川隧道逃生管道所用管材采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節長度為12m，壁厚30mm，管節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，對采用的材質管材，必須確保其承壓能力和連接頭的牢固，并經試驗室具體試驗后，方可用于隧道中。

    ②施工現場應根據隧道圍巖、掘進開挖方式等情況備足管道和連接材料，除整節管道外，應同時備足1米、2米、3米短節管道、轉接接頭。 

    ③四川隧道逃生管道經加工使用，結合材質及現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采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，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以內的適當位置，四川隧道逃生管道沿著初期支護的一側向掌子面鋪設，管內預留工作繩，方便逃生、搶險、聯絡和傳輸各種物品，承插超高分子量聚乙烯管道縱向連接可采用鏈條等措施，防止坍塌時將超高分子量聚乙烯管道沖脫。 

    ⑤在二襯臺車移動就位過程中，臨時拆移時應逐節拆除，嚴禁一次拆除到位，以隨時確保四川隧道逃生管道的效用。 

    ⑥在經過掘進臺階時，應按順延臺階布置，安裝135°轉接接頭順延，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。