隧道逃生管道性能参数

隧道逃生系统介绍：
道逃生系统一种隧道施工事故中管道逃生系统，在离施工隧道的开挖掌子面一定距离的位置设置安全棚架，安全棚架与逃生管道的一端连接；通常距离开挖掌子面不大于26米，台阶法施工时不大于21米。逃生管道的另一端靠近施工隧道的二级衬砌段。本实用新型提供的一种隧道施工事故中管道逃生系统。

隧道逃生管尺寸设计的依据：
根据应用人体测量学的先驱美国著名专家阿尔文·R·蒂利对人体测量学的研究成果可知，人在爬行移动时，较舒适的情况下爬行高度为800mm，爬行长度为1520mm，如下图所示。

阿尔文·R·蒂利指出，在全身进入式上下通行的圆形洞口底部出入口爬行通过时，圆管最小直径为650mm.因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥650mm才能保证人体的正常通过。

同时考虑到公路隧道施工现场的实际情况，应急救援通道的外径不宜过大，否则对施工的影响较大，故取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道管道的外径：800mm。

隧道逃生管薄厚径设计
薄壁圆管在受到隧道顶部大能量块石侧向冲击的过程中，结构下半部分的整体弯曲变形较小，变形以冲击点局部凹陷为主。

根据Hertxz接触力学理论，采用Thornton假设，设材料具有理想弹塑性，则两接触物体之间的接触压力，在能量分析的基础上，圆管受到侧向冲击时 局部凹陷值△与侧向载荷P之间的关系，则可推出圆管受到侧向冲击时局部凹陷值，为圆管材料的屈服应力；Ｈ为圆管的厚；Ｄ为圆管的直径。

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量约为250万），规格为Φ800*30其主要参数取值为：屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模 量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3。

冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.67m，岩体参数取值 为：弹性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 岩块重量 W=611kg。

取隧道中心及边顶部到圆管顶部的高度的极限值H为7m和5m,将块石自由释放，分别对逃生管道和钢管进行冲击，此时可根据能量守恒定律计算出岩块下落速度，分别为v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圆管壁厚H进行计算,不同壁厚尺寸的圆管冲击变形值得计算结果如表1所示。

从表1可以看出，随着圆管壁厚的增加，块石下落引起的圆管凹陷变形值越来越小。当块石下落高度ｈ＝7ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，逃生管道的凹陷变形值Δ＝0.048m，约为圆 管直径的8%；当下落高度h＝5ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，凹陷变形值 Δ＝0.038m，变形值更小。此时，逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为740mm，满足人体工程学要求，人能安全通过应急通道。当壁厚较小时，变形值增大，可能不安全，当壁厚更大时，尽管安全性增加，但管材重量 也随之增加，致使成本上升，搬运困难。
因此，设计中取逃生管道壁厚为30mm是适宜的。
管道论证参数


管道连接部件设计

■ 用于隧道施工中的超高分子隧道逃生管道在符合工程学原理、兼顾牢固性的同时，还需要满足隧道施工现场实用性的要求，连接方式要求简单、拆装方便、快速。为此对于隧道应急教授通道采用对夹式金属连接件连接，每根两端都配有连接件，螺栓连接，管道内部每隔120°配制一根攀爬绳，同时还配制平板逃生车、应急救援箱等配套物资，在隧道发生坍塌事故时，被困人员能方便在逃生通道中攀爬，顺利逃生。

■本着拆装方便、安全可靠的原则，隧道逃生管道连接为钢制抱箍连接，每个抱箍有三个螺栓固定，3米/根，在隧道现场滚动管道，调整位置进行安装，单人操作，不必动用机械设备等辅助工具。连接平直，牢固，美感观，设计体现更人性化，安全性，减少在逃生通过时二次受到伤害。管道端面都经精心刨光处理，连接帐面密封性好，多条螺栓连接使管道不管是平放，还是悬挂都保持良好平直度和牢固度，从而达到拆装搬运方便、灵活，安全牢固，规范、美观，适用性强的目的。

隧道逃生管，高分子抗冲击逃生管对管材的要求：

1. 逃生管尽量与隧道车（人）行横洞相连接，形成网状逃生通道。

2. 对逃生通道设置不到位的，严禁开挖作业。

3. 要保证高分子抗冲击逃生管道厚度不小于10mm

4. 高分子抗冲击逃生管径不小于60cm

5. 每节管长宜为1.5米——2米

6. 高分子抗冲击逃生管可手动拆卸，连接牢固

隧道逃生管道的特性

1、洛阳国润新材料隧道安全逃生通道，材料成本低，为工程项目节约采购成本。　 　

2、隧道安全逃生通道有很强的耐腐蚀能力，施工方简有速，使用寿命可达30-50年。 　

3、隧道安全逃生通道在低温条件下也具有良好的耐腐蚀和耐冲击性。 　

4、隧道安全逃生通道以我们公司的独特配方制成，所以隧道安全逃生通道有很高的防腐可靠性。

5、隧道安全逃生通道设计合理，安装方便。隧道安全逃生通道端口配制连接部件，起吊挂圈。隧道安全逃生通道安装、起吊、方便。

6、隧道安全逃生通道的底层与钢管面所接触的是环氧粉末防腐涂层，外层树脂防锈油漆。隧道安全逃生通道内壁光滑，事故发生时，逃生速度快，不易造成二次擦伤。

7、我公司的隧道安全逃生通道到目前为止是全球公认的使用效果最好、性能最佳的管道防腐涂层，从而隧道安全逃生通道被应用在诸多的工程当中。

隧道逃生管道优异性
隧道逃生管道具有优异的综合性能，具有 其他工程塑料无可比拟的耐冲击性、抗压性、耐磨损、抗老化、轻质性，且耐化学腐蚀、卫生无毒、不易 粘附，在国外被称为“神奇的塑料”。因此，其在机械、交通运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工等领域，具有广泛的引用前景。
●重量轻、仅为钢管重量的1/8左右，拆装和搬运方便。
●管道韧性好、抗冲击强度高，受到强外力冲击时瞬间变形，吸收大量冲击能量，然后迅速恢复原来形状，为公路隧道施工救生应急救援提供了极为安全可靠的保障。
●管道环刚度高、耐压性好、不易变形，在公路隧道施工中发生坍塌时，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。

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