瑞麗市超高分子量聚乙烯隧道逃生管道設計理念

針對公路隧道施工坍塌事故多發的情況，首次采用新材料（超高分子量聚乙烯材料）對公路隧道施工應急救援通道進行了設計研究。結合人體工程學原理，根據Hertz接觸力學理論，采用Thonroton假設，對逃生管道的結構尺寸進行了優化，并對管道的連接方式進行了設計。后，通過抗沖擊性試驗，對逃生管道用于公路隧道施工應急救援的可靠性進行了驗證。試驗結果表明，超高分子量聚乙烯管道結構尺寸合理，安全可靠，可應用于公路隧道施工應急救援

隧道逃生超高分子量聚乙烯管道（分子量約為250萬），規格為Φ634*24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 。

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，分別對隧道逃生超高分子量聚乙烯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，隧道逃生超高分子量聚乙烯管道的凹陷變形值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，隧道逃生超高分子量聚乙烯管道變形凹陷后，管內的通行?空間為588mm，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，設計中取隧道逃生超高分子量聚乙烯管道壁厚為24mm是適宜的。

隧道逃生管廠家生產的逃生管的設計理念

1、隧道安全施工救援通道結構尺寸設計

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*小值585mm。  同時，考慮到隧道施工現場的實際情況，隧道安全施工逃生通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取隧道安全施工逃生通道的外徑為直徑800mm（或是860mm）。

 2、隧道安全施工救援通道薄厚徑設計

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。 經過大量數據測試后（有視頻為證），設計中取（新型）救生管道壁厚為30mm是適宜的。（因此救生管道的規格為800*30或是860*30）

試驗要求及方法 
    隧道逃生管道受到沖擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到沖擊后，管道被砸扁，發生*久性形變。從結果中可以看出，隧道逃生管道抗沖擊性能極高，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生*久性形變，難以恢復。 

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