逃生管道
超高分子量聚乙烯隧道逃生管道為 公路隧道施工逃生應急救援提供了極為安全可靠的保障；管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過 一般管道。*門采用新材料（超高分子量聚乙烯）對公路 隧道施工應急救援通道進行了設計。 同時，超高分子量聚乙烯隧道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工 程學原理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 zui后，通過對超高分子量聚乙烯和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了超高分子量聚乙烯應用于公路隧道施工應急救援的可靠性。
我公司生產(chǎn)的新型逃生管道規(guī)格為φ800×30mm，每節(jié)長度3米，每米重量69公斤（φ820*10mm鋼管每米重量200公斤）。
隧道逃生管道優(yōu)異性
1、重量輕、同規(guī)格下重量僅為鋼管重量的1/8，拆裝和搬運方便。
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救援提供了安全可靠的保障。
3、管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在隧道施工中發(fā)生坍塌時，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。
4、耐磨損、抗老化，可長時間重復使用。
隧道逃生管道結(jié)構(gòu)尺寸設計
根據(jù)應用人體測量學的美國*專家阿爾文·R·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800mm，爬行長度為1520mm，如圖2所示。
阿爾文·R·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zui小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工新型應急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，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，應急救援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的外徑為800mm。
新型隧道逃生管道薄厚徑設計
薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過程中，結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點局部凹陷為主。
根據(jù)Hertxz接觸力學理論，采用Thornton假設，設材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎上，圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值△與側(cè)向載荷 P之間的關系，則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時局部凹陷值，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。
隧道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)取值為：屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3 。
沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.67m，巖體參數(shù)取值為：彈性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=400kg。
取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對隧道逃生管和鋼管進行沖擊，此時可根據(jù)能量守恒定律計算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計算結(jié)果如表1 所示。
從表1中可以看出，隨著圓管壁厚的增加，塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，隧道逃生管的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當下落高度h＝5ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時，隧道逃生管變形凹陷后，管內(nèi)的通行 空間為588mm，滿足人體工程學要求，人能安全通過應急通道。當壁厚較小時，變形值增大，可能不安全%當壁厚更大時，盡管安全性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設計中取隧道逃生管壁厚為24mm是適宜的。
隧道逃生管道的幾種連接方式
抱箍連接
二級開挖用135°轉(zhuǎn)接彎頭
對夾式金屬連接件
鏈條鏈接
隧道逃生管道工程案例
中鐵二十四局集團有限公司（福建泉州興泉鐵路寧泉九標項目部綠谷隧道碧嶺、石門、石礱隧道廣東省韶關市新豐縣供應隧道）
中鐵十七局集團有限公司（福建漳州龍海市福廈高鐵項目部）
福建中業(yè)貿(mào)易有限公司（福建廈門市湖里區(qū)地鐵項目）
貴州路橋建設工程有限公司成都機場高速項目
中交四航局云桂鐵路項目部（云桂鐵路項目二分部那莫一號隧道）
中鐵隧道局云桂鐵路項目部（云桂鐵路項目三分部隧道逃生管）
中鐵十局云桂鐵路項目部（云桂鐵路項目隧道）
中鐵十二局滬昆鐵路項目部（中鐵十二局集團湖南段項目部隧道逃生管）
中鐵十九局云桂項目部（中鐵十九局集團云桂鐵路項目部隧道）
中鐵十二局仁博高速公路（廣東省韶關市新豐縣隧道逃生管）
云南云嶺高速公路交通科技有限公司（云南省西雙版納勐臘縣隧道）
中鐵十九局集團云桂鐵路云南公司（云桂鐵路云南段正線隧道逃生管）
中鐵二院云桂鐵路配合消防項目部（云桂鐵路施工部隧道）
東盟營造工程有限公司----貴州六盤水市鐘山區(qū)德塢社區(qū)馬姚路六威5標段
中交*公路工程局有限公司----貴州六盤水六威11標高速公路項目
中交第二公路工程局有限公司----貴州銅仁銅懷高速項目部
隧道逃生管應用：
①所用管材采用φ800mm的，管節(jié)長度為3m，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于直徑的套管連接，每端連接1m,采用橡膠圈或木楔臨時固定。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、掘進開挖方式等情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經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場實際情況分別進行加工，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采用φ800mm的承插，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，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超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，以隨時確保的效用。
⑥在經(jīng)過掘進臺階時，應按順延臺階布置，安裝135°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應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途。
結(jié)論
*采用隧道逃生管對隧道施工應急救援通道進行了設計。 同時，隧道逃生管的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學原理，結(jié)構(gòu) 簡單，拆裝方便。 zui后，通過對隧道逃生管和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了隧道逃生管應用于公路隧道施工應急救援的可靠性。
