隧道工程高分子逃生管 应急逃生的运用

 产品特性
  超高分子量聚乙烯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，具有广泛的引用场景。
  、重量轻，同规格下重量为钢管重量的1/3，拆装和搬运方便。
  2、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，为公路隧道施工逃生应急救生提供了极为安全可靠的保障。
  3、管道环刚度高、耐压性好、不易变形，在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。
  4、耐磨损、抗老化，可长时间重复使用。 

  环刚度高
  耐压性好
  管壁光滑搬运方便
  拆装迅速
  重量轻
  配置到位
  设计美观
   韧性好抗冲击强度高

     管道应用
  ①超高分子聚乙烯隧道逃生管道采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管节长度为3m，壁厚30mm，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道可采用环型抱箍链接，管制搭接锁扣链接，U型卡链扣连接，每端连接10mm固定。为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接的牢固，并经实验室具体试验后，方可用于隧道中。
  ②施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头。 
  ③超高分子聚乙烯隧道逃生管道可根据现场需要订制加工，搬运方便，连接简单、牢固、紧密可靠，且在地面做好临时固定措施，施工时管口可加临时封盖，并易于打开和封闭。
  ④隧道逃生管道设置起点为二衬端头处，距二衬端头距离不得大于5米，从衬砌工作面布置至距离开挖面20m以内的适当位置，管道沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品，纵向连接可采用带螺栓孔抱箍连接，用螺栓把抱箍与两管道接头加固相连，防止坍塌时将逃生管道冲脱。 
  ⑤隧道逃生管道在二衬台车移动就位过程中，临时拆移时应逐节拆除，严禁一次拆除到位，以随时确保逃生管道的效用。 
  ⑥隧道逃生管道在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，安装135°转接接头顺延，其管道架空高度和长度以不影响施工并便于开启逃生窗口为宜。 
⑦设置的隧道烯逃生管道应平整、内壁光滑、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。
 
⑧隧道安全逃生管道布设长度为100m。

试验目的 
  通过将尺寸规格相近的隧道逃生管道与钢管分别进行抗冲击试验，论证超高分子聚乙烯管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。
试验材料
1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管，规格为Φ620×10。 屈服强度σ1=215GPa，弹性模量弹性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。2、超高分子聚乙烯隧道逃生管道，规格为Φ800×30 , 屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
试验要求及方法 
  隧道逃生管道受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有受到损伤，耐冲击性能良好；钢管在受到冲击后，管道被砸扁，发生 性形变。从结果中可以看出，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗冲击性能极高，外力冲击不能使其破裂。而且，其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能，受到大石块冲击的过程中，能够吸收大部分的冲击能，减少对管道的破坏。钢管抗冲击性能不如隧道逃生管道，且其在受到石块砸击之后发生 性形变，难以恢复。 

实验过程
用于隧道施工逃生的薄壁圆管自由放置于平整垫层上，当受到洛石冲击荷载作用时，圆管底部主要受垫层竖向和横向摩擦约束作用。冲击试件离圆管顶部距离主要取决于隧道断面的开挖高度，本实验取隧道中心顶部到圆管顶部的高度的极限值H为10m，将石块自由释放，分别对超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和钢管进行冲击。实验结果超高分子量聚乙烯逃生管道受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有收到损伤，耐冲击性能良好；钢管在受到冲击后，管道被砸扁，发生 性变形。
为了明确冲击能量的大小，对石块从10m高处自由落下的冲击力及圆管形变量进行计算。在石块自由下落时，石块瞬时速度可由能量守恒定律求出，VT=14m/s 。同时，可计算出超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和钢管所受冲击力和变形量
超高分子量聚乙烯隧道逃生管道与钢管受冲击力及变形量对比表
管材 冲击力 凹陷变形量 凹/m
超高分子量聚 6 0.086
从结果中可以看出，10m高处落下的石块的冲击能非常大。同时，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗冲击性能极高，外力冲击不能使其破裂。而且，其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能，受到大石块冲击的过程中，能够吸收大部分的冲击能，减少对管道的破坏。钢管抗冲击性能不如超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，且其在受到石块砸击之后发生 性形变，难以恢复。

结论 
采用超高分子聚乙烯隧道逃生管道对公路隧道施工应急救援通道进行了设计。同时，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的结构尺寸符合人体工程学原理，结构简单，拆装方便。 ，通过对隧道逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了超高分子量聚乙烯隧道逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。

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