超高逃生管道 超高分子DN800外径逃生管道

逃生管道是隧道起点为二衬端头处，距二衬端头距离不得大于5米，从衬砌工作面布置至距离开挖面30m以内的适当位置，管道沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络。如何选用逃生管道？目前市场上普遍用的钢制逃生管和超高分子DN800逃生管，两者的区别有以下几个方面：

1、超高分子是新型抗冲击逃生管道，钢制的是传统的隧道用逃生管道

2、遇到外力时，超高分子逃生管能吸收冲击能，恢复原状，不易变形，而钢制逃生管则变形。

3、超高分子逃生管重量是钢管的八分之一，超高分子更易运输、安装。

4、价格相对适中，性价比非常高，逐步替代传统钢制逃生管。

洛阳国润新材*采用新材料（新型隧道逃生管，是一种由乙烯、丁二烯单体在催化剂作下，聚合而成的平均分子量在200万以上的线型结构热塑性工程塑料。）对公路隧道施工应急救援通道进行了设计研究。结合人体工程学原理，根据Hertz接触力学理论，采用Thonroton假设，对新型隧道逃生管道的结构尺寸进行了优化，并对通道的连接方式进行了设计。通过抗冲击性试验，对新型隧道逃生管应用于公路隧道施工应急救援的可靠性进行验证。

通过以下4种基本方法验证新型隧道逃生管的可靠性

1.超高逃生管道 超高分子DN800外径逃生管道结构尺寸设计

    根据应用人体测量学的美国专家阿尔文·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725mm，爬行长度为1520mm，如图2所示。

图2爬行过程中的人体工程学要求阿尔文·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zui小直径为585mm。 因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥585mm，才能保证人体的正常通过。 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，故取超高分子量聚乙烯管道的外径为636mm。

2.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。 取不同圆管壁厚H进行计算，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，四川隧道逃生管道的凹陷变形值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，隧道逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为740mm，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，设计中取隧道逃生管道壁厚为30mm是适宜的。

3.四川隧道逃生管道连接部件设计

     隧道逃生管道主体部分采用新型隧道逃生管，并在端部设有加强护层，连接部件有钢丝绳、铁链及其端部挂钩。为了在隧道发生坍塌事故时，相关人员方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一攀爬绳本着拆装方便的原则，公路隧道逃生管道与管之间的连接方式为抱箍连接。 故在安装施工组织中较为方便，当*安装时，只需将两管对接，用抱箍上紧扣牢，依据抱箍现有的孔，用钻往管管上打孔近穿螺栓即可。其中，钢丝绳端头和铁链端头为挂钩，铁链长度可根据扣紧程度由挂钩扣在铁链圆环上的位置 自由调节。

4.隧道逃生管道可靠性验证

    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，分别对隧道逃生管道和钢管进行冲击。实验结果隧道逃生管道受到冲击后，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，发生形变。

认证结论：

由于隧道逃生管道重量轻拆装和搬运方便；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；管道环刚度高、耐压性好、不易变形，在公路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，包括钢管。

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