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隧道逃生管道-隧道逃生管道尺寸設(shè)計要求
隧道逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計：
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（超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)，對超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯逃生管道的結(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。 ，通過抗沖擊性試驗，對超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)行了驗證。試驗結(jié)果表明，超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。
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，如圖2所示
表1不同壁厚尺寸的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道沖擊變形值
| 壁厚H/mm | 凹陷變形值△/m | |
| H=7m時 | H=5m時 | |
| 20 | 0.093 | 0.080 |
| 22 | 0.066 | 0.054 |
| 24 | 0.048 | 0.038 |
| 26 | 0.035 | 0.025 |
| 30 | 0.030 | 0.021 |
從表1中可以看出，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(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，超高分子量聚乙烯隧道逃 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、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此 時，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行 空間為588mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能通過應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時，變形值增大，可 能不%當(dāng)壁厚更大時，盡管性增加，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)計中取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚為 30mm是適宜的。
性能表：
| 項目 | 單位 | 試驗方法 | 超高分子材料型號 | 其它工程塑料 | ||||
| SLL-2 | SLL-3 | 尼龍66 | 聚碳酸酯 | 聚甲醛 | 聚四氟乙烯 | |||
| 密度 | g/cm3 | ASTM D1505 | 0.935 | 0.930 | 1.14 | 1.2 | 1.4 | 2.16 |
| 平均分子量 | GB/T1841-1980 | 粘度法 | 250萬 | 300萬 | - | - | - | - |
| 屈服點應(yīng)力 | Kg/cm2 | ASTM D638 | 220 | 220 | - | - | - | - |
| 抗張強(qiáng)度 | Kg/cm2 | ASTM D638 | 400 | 500 | 750 | 640 | 700 | 200 |
| 斷裂伸長率 | % | ASTM D638 | 350 | 300 | 200 | 110 | 75 | 300 |
| 抗沖擊強(qiáng)度（無缺口） | Kg.cm/cm | ASTMD256/td> | 破壞不了 | 破壞不了 | 11 | 80 | 10 | 16 |
| 抗沖擊強(qiáng)度（缺口） | Kg.cm/cm | ASTMD256 | 110 | 105 | - | - | - | - |
| 布氏硬度 | D | ASTMD2240 | 40 | 40 | 100 | 118 | 120 | - |
| 動摩擦系數(shù) | Kg/cm2.m/s | 三井汕化 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | - | 0.4 | 0.2 |
| 磨損率（砂磨法） | mg | 三井汕化 | 20 | 15 | - | - | 170 | 225 |
| 熱變形溫度 | ℃ | ASTM D648 | 85 | 80 | 200 | 138 | 170 | 121 |
| 膨脹系數(shù) | 10-4/℃ | ASTMD696 | 1.5/td> | 1.5 | 0.8 | 0.66 | 0.81 | 1.0 |
用于公路隧道施工中的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道在符合人體工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足公路隧道施工應(yīng)急救援功能性要求，連接方式簡單、拆裝方便。因此，對應(yīng)急救援通道進(jìn)行了如下結(jié)構(gòu)設(shè)計。
本 著拆裝方便的原則，公路超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道與管道之間的連接方式為柔性連接。故在安裝施工組織中較為方便，當(dāng)首次安裝時，只需將兩管對接， 用鐵鏈將兩管端頭的鏈條連接并拉緊扣牢即可。其中，鏈條端配有掛鉤，U型卡與鏈扣相連，鏈條長度可根據(jù)扣緊程度由掛鉤扣在U型卡上的位置自由調(diào)節(jié)。
我公司（15038696358）生產(chǎn)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道具有優(yōu)異的綜合性能，具有其他工程塑料無可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性，且耐化學(xué)腐蝕、衛(wèi)生、不易粘附，在國外被稱為“神奇的塑料”。因此，其在機(jī)械、交通運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)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(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)急救援提供了極為可靠的保障。
●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)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般管道。
根據(jù) 監(jiān)管總局、交通運(yùn)輸部、國務(wù)院國資委、 鐵路局文件關(guān)于《隧道施工九條規(guī)定》及《鐵路隧道施工搶險救援指導(dǎo)意見》的相關(guān)要求鐵路隧道口建設(shè)需按照以下10個方案進(jìn)行.
1.逃生鋼管采用外徑φ630mm、壁厚12mm的無縫鋼管，管節(jié)長度6～7m，為便于安裝及拆裝，管節(jié)間采用法蘭盤連接,螺栓連接。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(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（135°）等。
3.管道須經(jīng)加工方可使用，我分部結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場實際情況分別進(jìn)行加工，要求連接簡單、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、逃生管道與風(fēng)管布置在同一側(cè)。
5.逃生通道設(shè)置位置如下圖所示，管道采用φ630mm的無縫鋼管，逃生管道一端放置在距離開挖面20m以內(nèi)的適當(dāng)位置，另一端伸入已施工仰拱地段5m以上。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。
合縱新材料隧道逃生管道每節(jié)長度3米，每米約重69kg而（鋼管每米重量210公斤）經(jīng)過測量和專業(yè)人體測量學(xué)的專家的理論確定逃生管在隧道中的使用是非常符合人體學(xué)的。材質(zhì)由超高分子量聚乙烯材質(zhì)加工制成，超高分子隧道逃生管道具有重量輕、拆裝和搬運(yùn)方便、管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形等性能，能長時間使用。
逃生管規(guī)格
1.保證隧道逃生管厚度不小于30mm
2.每節(jié)隧道逃生管長度3米
3.隧道逃生管可手動拆卸，連接牢固。
4.隧道逃生管臨時拆移時應(yīng)逐節(jié)拆除，嚴(yán)禁一次拆除到位。
5.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。
隧道逃生管尺寸
該類管材的尺寸型號的設(shè)計是經(jīng)過專業(yè)測量和專業(yè)人體測量學(xué)的專家的理論確定逃生管在隧道中的使用是非常符合人體學(xué)的。并經(jīng)過大量的實驗來證明：人在爬行移動時，較舒適的情況下爬行高度為800mm， 因此，公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥800mm，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(yīng)急救援通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm。
