山西公路隧道逃生管道@輕質(zhì)性

本著拆裝方便的原則，公路超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道與管道之間的連接方式為柔性連接。故在安裝施工組織中較為方便，當(dāng)*安裝時(shí)，只需將兩管對(duì)接，用鐵鏈將兩管端頭的鏈條連接并拉緊扣牢即可。其中，鏈條端配有掛鉤，U型卡與鏈扣相連，鏈條長(zhǎng)度可根據(jù)扣緊程度由掛鉤扣在U型卡上的位置自由調(diào)節(jié)。

超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證

山西公路隧道逃生管道@輕質(zhì)性

試驗(yàn)?zāi)康?

     通過將尺寸規(guī)格相近的超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。

試驗(yàn)材料

     1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620?10。 屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

     2、超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800?30mm，屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗(yàn)要求及方法

     采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的可靠性。

     1、沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑 為0.87m。巖體參數(shù)取值為：彈性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重 W=611kg。

    2、圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。

 用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時(shí)，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷 面的開挖高度，本實(shí)驗(yàn)取隧道中心頂部到圓管頂部的高度的極限值 H為10m，將塊石自由釋放，分別對(duì)超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生*性形變。

為了明確沖擊能量的大小，對(duì)石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守 恒定律求出， Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管所受沖擊力和變形量如表2 所示。

表2  超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道與鋼管受沖擊力及變形量對(duì)比表

管      材 沖擊力/KN 凹陷變形量△/m

超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道 4984.776 0.086

鋼      管 9484.086 0.382

從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖 擊能非常大。同時(shí)，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道抗沖擊性能*，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(duì)管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*性形變，難以恢復(fù)。

山西公路隧道逃生管道@輕質(zhì)性

結(jié)論

*采用超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，拆裝方便。 zui后，通過對(duì)超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

山西公路隧道逃生管道@輕質(zhì)性

超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道應(yīng)用：

     ①超高分子量聚乙烯--隧道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，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道可采用環(huán)型抱箍連接、鋼制搭接鎖扣連接，U型卡鏈扣連接，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)開挖方式等情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超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分別進(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。

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