隧道逃生管道是一種隧道安全逃生通道，設(shè)置起點(diǎn)為施工處的二襯端頭處，距二襯端頭距離不得大于5米，從支護(hù)完整工作面布置至距離開挖面25m以內(nèi)的適當(dāng)位置，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(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)和傳輸各種物品。

逃生管道的型號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)原理:

1.熱膨脹系數(shù)：10-4/℃

2.逃生管道分子量：250萬(wàn)分子量

3逃生管道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：高抗沖擊強(qiáng)度、柔韌性、高耐磨性、高耐腐蝕性、耐低溫

4.逃生管道單節(jié)長(zhǎng)度：3米/根；6米/根；可按用戶要求

5. 逃生管道接口形式：抱箍連接，鏈條連接

6.物理力學(xué)特性：

密度：0.935 g/cm3

拉伸斷裂強(qiáng)度≥32Mpa

拉伸斷裂伸長(zhǎng)率≥350%

拉伸屈服強(qiáng)度≥20Mpa

熱變形溫度：85℃

沖擊強(qiáng)度≥110Kg.cm/cm

隧道逃生管道薄厚徑設(shè)計(jì)：

薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點(diǎn)局部凹陷為主。

根據(jù)Hertxz接觸力學(xué)理論，采用Thornton假設(shè)，設(shè)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(chǔ)上，圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值△與側(cè)向載荷P之間的關(guān)系，則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值，為圓管材料的屈服應(yīng)力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。

高分子隧道逃生管（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Phi;800*30其主要參數(shù)取值為：屈服強(qiáng)度sigma;1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比nu;1=0.42；密度：rho;1=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(shù)取值為：彈性模量E2=40GPa，泊松比nu;2=0.2，密度rho;2=2500kg/m3。巖塊重量W=611kg。

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(duì)高分子隧道逃生管和鋼管進(jìn)行沖擊，此時(shí)可根據(jù)能量守恒定律計(jì)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(jìn)行計(jì)算，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計(jì)算結(jié)果。

①逃生管道所用管材采用phi;800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節(jié)長(zhǎng)度為15m，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于逃生管道直徑的套管連接，每端連接1m,采用橡膠圈或木楔臨時(shí)固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對(duì)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(chǎng)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖、掘進(jìn)開挖方式等狀況備足管道和連接材料，除整節(jié)管道外，應(yīng)同時(shí)備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉(zhuǎn)接接頭。

③逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況分別進(jìn)行加工，連接簡(jiǎn)單、牢固、緊密可靠，且在地面做好臨時(shí)固定措施，施工時(shí)管口可加臨時(shí)封蓋，并易于打開和封閉。

④逃生管道采用phi;800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設(shè)置起點(diǎn)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(dāng)位置，超高分子量聚乙烯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(xiǎn)、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(shí)將超高分子量聚乙烯管道沖脫。

⑤逃生管道在二襯臺(tái)車移動(dòng)就位過(guò)程中，臨時(shí)拆移時(shí)應(yīng)逐節(jié)拆除，嚴(yán)禁一次拆除到位，以隨時(shí)確保逃生管道的效用。

⑥逃生管道在經(jīng)過(guò)掘進(jìn)臺(tái)階時(shí)，應(yīng)順延臺(tái)階布置，安裝135deg;轉(zhuǎn)接接頭順延，其管道架空高度和長(zhǎng)度以不影響施工并便于開啟逃生窗口為宜。

⑦設(shè)置的逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急逃生以外用途。

針對(duì)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）對(duì)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(duì)橘色超高分子逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)超高分子量聚乙烯隧道逃生通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

通過(guò)抗沖擊性試驗(yàn)，對(duì)橘色超高分子逃生管道應(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，超高分子量聚乙烯通道結(jié)構(gòu)尺寸合理，安全可靠，可應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援。

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