成都市超高分子量聚乙烯隧道逃生管道設計及安裝

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。

高分子隧道逃生管道的安裝：

1、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、短節管道、轉接接頭。

2、隧道安全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。

3、隧道安全逃生管道采用φ800mm的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，超高分子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。

4、隧道安全逃生管道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，以隨時確保隧道逃生管道的效用。

6、隧道安全逃生管道在經過掘進臺階時，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。

6、設置的隧道安全逃生管道應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途。

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