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隧道逃生管的研發(fā)初衷

針對(duì)公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況,采用新材料(超高分子量聚乙烯材料)對(duì)公路隧道施工應(yīng)急通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。結(jié)合人體工程學(xué)原理,根據(jù)Hertz接觸力學(xué)理論,采用Thornton假設(shè),對(duì)新型應(yīng)急通道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。,通過(guò)抗沖擊性試驗(yàn),對(duì)超高分子量聚乙烯通道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,超高分子量聚乙烯通道結(jié)構(gòu)尺寸合理,安全可靠,可應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急。

因此，對(duì)公路隧道施工坍塌應(yīng)急技術(shù)進(jìn)行研究，將能有效減少公路隧道施工坍塌事故的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)提高公路隧道建設(shè)的安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隧道逃生管的優(yōu)越性：

1重量輕，同種規(guī)格僅為鋼管的1/8左右，根長(zhǎng)：3米；米重：69.53k'g；根重：208.59k'g

2管道韌性好，抗沖擊強(qiáng)度高。受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急提供了極為安全可靠的保障

3管道環(huán)剛度高，耐壓性好。測(cè)試管道上方堆壓5米高的沙土，管道保持不變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道。

4管壁光滑、搬運(yùn)方便。3米/跟，一人可現(xiàn)場(chǎng)滾動(dòng)推行。內(nèi)外壁光滑，逃生迅速，不會(huì)造成二次擦傷。

5拆裝迅速。采用對(duì)夾式金屬件螺栓連接，安裝靈活，拆卸迅速，連接牢固，連接處無(wú)縫隙。

6設(shè)計(jì)美觀、標(biāo)識(shí)清晰。管道顏色采用橘黃色，標(biāo)識(shí)采用反光材料制作，隧道施工期間安全標(biāo)識(shí)明顯

7配制到位。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求配制爬坡過(guò)度彎頭，管道內(nèi)可配制逃生繩，平板逃生車，應(yīng)急箱等。

隧道逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ：

• 根據(jù)應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)的先驅(qū)美國(guó)阿爾文·蒂利對(duì)人體測(cè)量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動(dòng)時(shí)，較舒適的情況下爬行高度為80公分，爬行長(zhǎng)度為1.52米
• 阿爾文·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過(guò)時(shí)，圓管的最小直徑為650MM.因此，公路隧道施工新型應(yīng)急通道的內(nèi)徑必須≥650mm，才能保證人體的正常通過(guò)。
• 同時(shí)，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，應(yīng)急通道的外徑不宜過(guò)大，否則對(duì)施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道外徑為800mm

隧道逃生管的應(yīng)用：

①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(zhǎng)度為3m，壁厚30mm，超高分子量聚乙烯可采用上圖1-4種的連接方式，第3種連接每端連接10MM固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對(duì)采用的材質(zhì)管材，必須確保其承壓能力和連接頭的牢固，并經(jīng)試驗(yàn)室具體試驗(yàn)后，方可用于隧道中。

②施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖、掘進(jìn)開挖方式等狀況備足管道和連接材料，除整節(jié)管道外，應(yīng)同時(shí)備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉(zhuǎn)接接頭。

③逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況分別進(jìn)行加工，連接簡(jiǎn)單、牢固、緊密可靠，且在地面做好臨時(shí)固定措施，施工時(shí)管口可加臨時(shí)封蓋，并易于打開和封閉。

④逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設(shè)置起點(diǎn)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(dāng)位置，超高分子量聚乙烯逃生管道沿著初期支護(hù)的一側(cè)向掌子面鋪設(shè)，管內(nèi)預(yù)留工作繩，方便逃生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)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(shí)將超高分子量聚乙烯管道沖脫。

⑤逃生管道在二襯臺(tái)車移動(dòng)就位過(guò)程中，臨時(shí)拆移時(shí)應(yīng)逐節(jié)拆除，嚴(yán)禁一次拆除到位，以隨時(shí)確保逃生管道的效用。

⑥逃生管道在經(jīng)過(guò)掘進(jìn)臺(tái)階時(shí)，應(yīng)順延臺(tái)階布置，安裝45°轉(zhuǎn)接接頭順延，其管道架空高度和長(zhǎng)度以不影響施工并便于開啟逃生窗口為宜。

⑦設(shè)置的逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急逃生以外用途

隧道逃生管產(chǎn)品鏈接方式

用于隧道施工中的超高分子隧道逃生管道在符合工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時(shí)，還需要滿足隧道施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性的要求，連接方式要求簡(jiǎn)單、拆裝方便、快速。為此對(duì)于隧道應(yīng)急教授通道采用對(duì)夾式金屬連接件連接，每根兩端都配有3個(gè)連接件，螺栓連接，管道內(nèi)部每隔120°配制一根攀爬繩，同時(shí)還配制平板逃生車、應(yīng)急箱等配套物資，在隧道發(fā)生坍塌事故時(shí)，被困人員能方便在逃生通道中攀爬，順利逃生。

本著拆裝方便、安全可靠的原則，隧道逃生管道連接為對(duì)夾式螺栓連接。3米/根，每根端有三個(gè)90°直角帶孔金屬件，連接時(shí)先把對(duì)夾金屬件按管道鉆好的孔安裝牢固，相鄰兩根管道按連接件對(duì)齊連接就可。連接所用螺栓均采用半圓頭內(nèi)六方螺栓，設(shè)計(jì)體現(xiàn)更人性化，安全性，減少在逃生通過(guò)時(shí)二次受到傷害。管道端面都經(jīng)精心刨光處理，連接帳面密封性好，多條螺栓連接使管道不管是平放，還是懸掛都保持良好平直度和牢固度，從而達(dá)到拆裝搬運(yùn)方便、靈活，安全牢固，規(guī)范、美觀，適用性強(qiáng)。

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