福建救生通道--公路隧道事故管道

在隧道逃生领域，以往传统的逃生管材质是钢管，但是钢管的抗冲击性能差，在抗冲击性能测试中，钢管和新材料逃生管管相比，当受到剧烈撞击之后，钢管发生了严重变形，但是新材料逃生管受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有受到损伤，耐冲击性能良好，其次和钢管相比，新材料逃生管重量轻变，便于输送和安装，而且价格适中，综合。

福建救生通道--公路隧道事故管道：
由于隧道逃生管材料重量轻拆装和搬运方便；管道韧性好、抗冲击强度高，管道环刚度高、耐压性好、不易变形， 同时，新型应急救援通道的结构尺寸符合人体工程学原理，结构简单，拆装方便。 后，通过对逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了逃生管道应用于隧道施工应急救援的可靠性。
福建救生通道--公路隧道事故管道性：
 隧道逃生管具有的综合性能，具有其他工程塑料无可比拟的耐冲击性、抗压性、耐磨损、、轻质性，且耐化学腐蚀、卫生、不易粘附，在国外被称为“神奇的塑料”。
1、重量轻、同规格下重量仅为钢管重量的1/8，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援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、，可长时间重复使用。
福建救生通道--公路隧道事故管道的几种连接方式：
卡扣连接
 链条链接
 抱箍连接

福建救生通道--公路隧道事故管道结构尺寸设计 ：
根据应用人体测量学的美国阿尔文·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。

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，圆管的小直径为585mm。 因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径≥585mm，才能人体的正常 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，故取隧道逃生管道的外径为800mm。
新型公路隧道逃生管道薄厚径设计 ：
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。 
公路隧道逃生管（分子量约为250万），规格为Φ300*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=400kg。 
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，分别对公路隧道逃生管和钢管进行冲击，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中可以看出，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，公路隧道逃生管的凹陷变形值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，公路隧道逃生管变形凹陷后，管内的通行 空间为588mm，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，设计中取公路隧道逃生管壁厚为30mm是适宜的。
公路隧道逃生管道可靠性验证

试验目的 
通过将尺寸规格相近的公路隧道逃生管与钢管分别进行抗冲击试验，论证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、公路隧道逃生管（分子量约为250万），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 
采用尺寸规格相近的钢管与公路隧道逃生管从距圆管顶部的高度H为10m的地方将重物自由释放，进行冲击对比试验，验证公路隧道逃生管的可靠性。
1、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E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；岩块重 W=400kg。
2、圆管垫层为平整放置的砂袋，垫层厚250mm，宽800mm。
用于隧道施工逃生的薄壁圆管自由放置于平整垫层上，当受到落石冲击荷载作用时，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，将块石自由释放，分别对公路隧道逃生管和钢管进行冲击。实验结果公路隧道逃生管受到冲击后，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。
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