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隧道逃生管的研發(fā)初衷

針對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)對公路隧道施工應急通道進行了設計研究。結(jié)合人體工程學原理,根據(jù)Hertz接觸力學理論,采用Thornton假設,對新型應急通道的結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化,并對通道的連接方式進行了設計。,通過抗沖擊性試驗,對超高分子量聚乙烯通道應用于公路隧道施工應急的可靠性進行了驗證。試驗結(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,可應用于公路隧道施工應急。

因此，對公路隧道施工坍塌應急技術(shù)進行研究，將能有效減少公路隧道施工坍塌事故的人員傷亡和財產(chǎn)損失，對提高公路隧道建設的安全性具有重要的現(xiàn)實意義。

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：3米；米重：69.53k'g；根重：208.59k'g

2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，為公路隧道施工逃生應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，承壓能力和抗破壞能力遠遠超過一般管道。

4管壁光滑、搬運方便。3米/跟，一人可現(xiàn)場滾動推行。內(nèi)外壁光滑，逃生迅速，不會造成二次擦傷。

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

6設計美觀、標識清晰。管道顏色采用橘黃色，標識采用反光材料制作，隧道施工期間安全標識明顯

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

隧道逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設計 ：

• 根據(jù)應用人體測量學的先驅(qū)美國阿爾文·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80公分，爬行長度為1.52米
• 阿爾文·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，圓管的最小直徑為650MM.因此，公路隧道施工新型應急通道的內(nèi)徑必須≥650mm，才能保證人體的正常通過。
• 同時，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實際情況，應急通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，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)試驗室具體試驗后，方可用于隧道中。

②施工現(xiàn)場應根據(jù)隧道圍巖、掘進開挖方式等狀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(zhuǎn)接接頭。

③逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場實際狀況分別進行加工，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。

④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(cè)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逃生管道在經(jīng)過掘進臺階時，應順延臺階布置，安裝45°轉(zhuǎn)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。

⑦設置的逃生管道應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途

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原理、兼顧牢固性的同時，還需要滿足隧道施工現(xiàn)場實用性的要求，連接方式要求簡單、拆裝方便、快速。為此對于隧道應急教授通道采用對夾式金屬連接件連接，每根兩端都配有3個連接件，螺栓連接，管道內(nèi)部每隔120°配制一根攀爬繩，同時還配制平板逃生車、應急箱等配套物資，在隧道發(fā)生坍塌事故時，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夾式螺栓連接。3米/根，每根端有三個90°直角帶孔金屬件，連接時先把對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齊連接就可。連接所用螺栓均采用半圓頭內(nèi)六方螺栓，設計體現(xiàn)更人性化，安全性，減少在逃生通過時二次受到傷害。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，從而達到拆裝搬運方便、靈活，安全牢固，規(guī)范、美觀，適用性強。

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