隧道救援用逃生管道

  隧道救援用逃生管道-具有優(yōu)異的綜合性能，具有 其他工程塑料*的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質性，且耐化學腐蝕、衛(wèi)生無毒、不易 粘附，在國外被稱為“神奇的塑料”。因此，其在機械、交通運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領域，具有廣泛的引用前景。

隧道救援用逃生管道優(yōu)異性：

●重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。

●管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來形狀，為公路隧道消防逃生應急救援提供了極為安全可靠的保障。

●管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道消防中發(fā)生坍塌時，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。

隧道逃生管結構尺寸設計 

   根據(jù)應用人體測量學的美國*專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學的研究成果可知，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。

爾文·R·蒂利指出，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zui小直徑為585mm。 因此，公路隧道消防新型應急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常通過。 

   同時，考慮到公路隧道消防現(xiàn)場的實際情況，應急救援通道的外徑不宜過大，否則對消防的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm。

新型隧道逃生管薄厚徑設計 

   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。 

根據(jù)Hertxz接觸力學理論，采用Thornton假設，設材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎上，圓管受到側向沖擊時局部凹陷值△與側向載荷 P之間的關系，則可推出圓管受到側向沖擊時局部凹陷值，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。 

  隧道逃生管（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)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　。

  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ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=400kg。 

  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，分別對隧道逃生管和鋼管進行沖擊，此時可根據(jù)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，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計算結果如表1 所示。

  從結果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時，隧道逃生管抗沖擊性能*，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，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*性形變，難以恢復。

結論

  *采用隧道逃生管對隧道消防應急救援通道進行了設計。 同時，隧道逃生管的結構尺寸符合人體工程學原理，結構 簡單，拆裝方便。 zui后，通過對隧道逃生管和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了隧道逃生管應用于公路隧道消防應急救援的可靠性。

  應用：

  ①超高分子量聚乙烯逃生管道所用管材采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節(jié)長度為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固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對采用的材質管材，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消防現(xiàn)場應根據(jù)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(jié)管道外，應同時備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉接接頭。

  ③超高分子量聚乙烯逃生管道經(jīng)加工使用，結合材質及現(xiàn)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，消防時管口可加臨時封蓋，并易于打開和封閉。

  ④超高分子量聚乙烯逃生管道采用φ800mm的承插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(nèi)的適當位置，超高分子量聚乙烯逃生管道沿著初期支護的一側向掌子面鋪設，管內(nèi)預留工作繩，方便逃生、搶險、聯(lián)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。

  ⑤超高分子量聚乙烯逃生管道在二襯臺車移動就位過程中，臨時拆移時應逐節(jié)拆除，嚴禁一次拆除到位，以隨時確保逃生管道的效用。

  ⑥超高分子量聚乙烯逃生管道在經(jīng)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消防并便于開啟逃生窗口為宜。

  ⑦設置的超高分子量聚乙烯逃生管道應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途。