國內(nèi)新型材料隧道逃生管道施工：

目前．應(yīng)用較多的救援技術(shù)是建立隧道施工逃生通道。

新型材料隧道逃生管道理念在國內(nèi)外高速公路和鐵路施工中有所體現(xiàn)。高速公路通常是兩條平行的隧道。之間設(shè)計(jì)有行車橫洞和人行橫道。施工中可將它們作為一條隧道發(fā)生事故時逃往另一條隧道的通道。但是，行車橫洞和人行橫道按照設(shè)計(jì)有相當(dāng)?shù)木嚯x。鐵路隧道施工時通常開挖平行導(dǎo)坑，其作用是前預(yù)報和復(fù)線備用．可建立隧道主洞與平行導(dǎo)坑之間聯(lián)系．作為隧道發(fā)生事故的逃生通道。但是這在公路隧道施工時并不多見。

高速公路兩條隧道之間每隔一定的距離設(shè)置一條連接通道．施工期間可以把與另一條隧道的連結(jié)作為新型材料隧道逃生管道。但是在離連接通道較遠(yuǎn)的地方，一旦發(fā)生關(guān)門塌方，還是有比較長的距離需要開挖。對于公路單洞隧道的施工，更是迫切需要設(shè)計(jì)逃生通道以保證事故發(fā)生時施工人員能逃生，又不大幅增加建設(shè)成本．目前國內(nèi)外還沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)可供參考。針對該問題，本文提出了一個簡單方便、經(jīng)濟(jì)適用的隧道施工事故中新型材料隧道逃生管道系統(tǒng)。   

隧道施工中措施的必要性             

隨著我國鐵路、公路、地鐵、水電等工程的不斷立項(xiàng)建設(shè)。隧道、地下廠房等地下工程正在廣泛涌現(xiàn)。由于地下工程的隱蔽性和地質(zhì)條件的復(fù)雜性，如何保證隧道等地下工程施工的和質(zhì)量．是目前面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

一方面要精心設(shè)計(jì)、加強(qiáng)監(jiān)測、施工。以避免事故發(fā)生；另一方面，需要研究事故發(fā)生時如何采取有效的逃生和救援措施，以避免和減少施工人員的傷亡損失。

公司生產(chǎn)的800mm隧道逃生管道縱向連接可采用環(huán)形抱箍連接、U型卡鏈扣連接、金屬件對夾式連接、過渡彎頭連接等連接方式，拆裝快速，適用性強(qiáng)，高分子材料可作為逃生管材料。             

由于隧道逃生管道，新型延伸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，受到強(qiáng)外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了為可靠的保障；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，承壓能力和抗環(huán)境壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)過一般管道，所以交通部門采用新型延伸材料對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

同時，新型延伸材料應(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)簡單，拆裝方便。針對公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，首次采用新材料（高分子量聚乙烯材料）對公路隧道施工應(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)，對新型隧道逃生管道高分子量聚乙烯管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過抗沖擊性試驗(yàn)，對高分子量聚乙烯通道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，高分子量聚乙烯通道結(jié)構(gòu)尺寸合理，可靠，可應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援。

隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證 
試驗(yàn)?zāi)康?/span> 
    通過將尺寸規(guī)格相近的隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高分子聚乙烯管應(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、隧道逃生管道，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 
    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。從結(jié)果中可以看出，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗沖擊性能高，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隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生 性形變，難以恢復(fù)。 

結(jié)論 
    首次采用隧道逃生管道對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡單，拆裝方便。 后，通過對隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯隧道逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。
隧道逃生管道安裝與鋪設(shè)：

①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(jié)長度為3m，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于逃生管道直徑的抱箍連接，每端連接22mm,采用螺栓標(biāo)準(zhǔn)件固定。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(yàn)室具體試驗(yàn)后，方可用于隧道中。

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

③隧道逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場實(shí)際情況分別進(jìn)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隧道逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設(shè)置起點(diǎn)為新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(dāng)位置，隧道逃生管道沿著初期支護(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、聯(lián)絡(luò)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隧道逃生管道在二襯臺車移動就位過程中，臨時拆移時應(yīng)逐節(jié)拆除，嚴(yán)禁一次拆除到位，以隨時確保逃生管道的效用。 

⑥隧道逃生管道在經(jīng)過掘進(jìn)臺階時，應(yīng)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(shè)置的隧道逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急逃生以外用途。

我公司專業(yè)生產(chǎn)隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道，這是一種新型抗沖擊管道，抗沖擊性能是鋼管的2倍。在過去的幾年里，隧道逃生管道一般都采用鋼管，因?yàn)殇撝频墓艿牢锢頇C(jī)械性能好，但是這種新型的高分子逃生管比鋼管更加抗沖擊，在和鋼管的抗沖擊對比試驗(yàn)中，高分子逃生管完全可以承受大石塊的強(qiáng)烈撞擊不變形，而鋼管則被砸扁無法修復(fù)。

高分子隧道逃生管道設(shè)計(jì)的依據(jù)：
根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的先驅(qū)美國專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)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，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時，圓管的小直徑為800mm。 

因此，隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道的內(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(shí)際情況，隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道的外徑：800mm。

高分子隧道逃生管道對管材的要求：

1. 逃生管可手動拆卸，連接牢固，

2. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道盡量與隧道車（人）行橫洞相連接，形成網(wǎng)狀逃生通道。

3. 要保證隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道厚度不小于10mm

4. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道徑不小于60cm

6. 對隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道設(shè)置不到位的，嚴(yán)禁開挖作業(yè)。

隧道逃生管道規(guī)格型號：

DN800*30mm，管道外徑為800mm，管道壁厚為30mm，管道長度一般為1.5米 3米、6米等。

隧道逃生管道材質(zhì)：新型抗沖擊高分子聚乙烯，再添加必要的抗氧化劑和防紫外線添加劑。

隧道逃生管道的性能優(yōu)勢：抗沖擊，耐高壓，韌性好，重量輕變，連接方式多樣化。

隧道逃生管道其他技術(shù)參數(shù)：屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

隧道逃生管道和鋼管抗沖擊性能對比：

通過將尺寸規(guī)格相近的高分子隧道逃生管與鋼管分別進(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、高分子隧道逃生管（分子量約為250萬），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)格相近的鋼管與高分子隧道逃生管從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對比試驗(yàn)，驗(yàn)證高分子量聚乙烯隧道逃生管道的可靠性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：高分子隧道逃生管受到?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。