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隧道逃生管道-隧道逃生管道尺寸設計要求
隧道逃生管結構尺寸設計：
針對公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，首次采用新材料（超高分子量聚乙烯材料）對公路隧道施工應急救援通道進行了設計研究。結合人體工程學原理，根據Hertz接觸力學理論，采用Thonroton假設，對超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯逃生管道的結構尺寸進行了優(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救援的可靠性進行了驗證。試驗結果表明，超高分子量聚乙烯通道結構尺寸合理，可靠，可應用于公路隧道施工應急救援。
根據應用人體測量學的先驅美國專家阿爾文·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
表1不同壁厚尺寸的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道沖擊變形值
| 壁厚H/mm | 凹陷變形值△/m | |
| H=7m時 | H=5m時 | |
| 20 | 0.093 | 0.080 |
| 22 | 0.066 | 0.054 |
| 24 | 0.048 | 0.038 |
| 26 | 0.035 | 0.025 |
| 30 | 0.030 | 0.021 |
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，超高分子量聚乙烯隧道逃 生管道的凹陷變形值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，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道變形凹陷后，管內的通行 空間為588mm，滿足人體工程學要求，人能通過應急通道。當壁厚較小時，變形值增大，可 能不%當壁厚更大時，盡管性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設計中取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚為 30mm是適宜的。
性能表：
| 項目 | 單位 | 試驗方法 | 超高分子材料型號 | 其它工程塑料 | ||||
| SLL-2 | SLL-3 | 尼龍66 | 聚碳酸酯 | 聚甲醛 | 聚四氟乙烯 | |||
| 密度 | g/cm3 | ASTM D1505 | 0.935 | 0.930 | 1.14 | 1.2 | 1.4 | 2.16 |
| 平均分子量 | GB/T1841-1980 | 粘度法 | 250萬 | 300萬 | - | - | - | - |
| 屈服點應力 | Kg/cm2 | ASTM D638 | 220 | 220 | - | - | - | - |
| 抗張強度 | Kg/cm2 | ASTM D638 | 400 | 500 | 750 | 640 | 700 | 200 |
| 斷裂伸長率 | % | ASTM D638 | 350 | 300 | 200 | 110 | 75 | 300 |
| 抗沖擊強度（無缺口） | Kg.cm/cm | ASTMD256/td> | 破壞不了 | 破壞不了 | 11 | 80 | 10 | 16 |
| 抗沖擊強度（缺口） | Kg.cm/cm | ASTMD256 | 110 | 105 | - | - | - | - |
| 布氏硬度 | D | ASTMD2240 | 40 | 40 | 100 | 118 | 120 | - |
| 動摩擦系數 | Kg/cm2.m/s | 三井汕化 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | - | 0.4 | 0.2 |
| 磨損率（砂磨法） | mg | 三井汕化 | 20 | 15 | - | - | 170 | 225 |
| 熱變形溫度 | ℃ | ASTM D648 | 85 | 80 | 200 | 138 | 170 | 121 |
| 膨脹系數 | 10-4/℃ | ASTMD696 | 1.5/td> | 1.5 | 0.8 | 0.66 | 0.81 | 1.0 |
用于公路隧道施工中的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道在符合人體工程學原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足公路隧道施工應急救援功能性要求，連接方式簡單、拆裝方便。因此，對應急救援通道進行了如下結構設計。
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，當首次安裝時，只需將兩管對接， 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，鏈條長度可根據扣緊程度由掛鉤扣在U型卡上的位置自由調節(jié)。
我公司（15038696358）生產超高分子量聚乙烯隧道逃生管道具有優(yōu)異的綜合性能，具有其他工程塑料無可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質性，且耐化學腐蝕、衛(wèi)生、不易粘附，在國外被稱為“神奇的塑料”。因此，其在機械、交通運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農業(yè)、化工等領域，具有廣泛的引用前景。
●重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。
●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極為可靠的保障。
●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。
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?重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。
?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，承壓破壞能力遠遠超過一般管道。為公路隧道施工逃生應急救援提供了極為可靠的保障。
?材料成本低，為工程項目節(jié)約采購成本。
?有很強的耐腐蝕能力，使用壽命可達30-50年。
?環(huán)境適應性好，尤其是在低溫條件下，相比同類產品具有良好的耐沖擊性。
?管道設計合理，安裝方便。隧道逃生管道端口配制標準連接部件、起吊掛圈，簡化施工作業(yè)流程，提高施工效率和。
巴朗山隧道地處臥龍大熊貓及四姑娘山兩大 級自然保護區(qū)，是G350線上的重要控制性工程。主洞長7954m，平導長7955m，洞口海拔高度3852m，屬高寒高海拔深埋特長隧道，2016年建成通車。近日，由四川省公路規(guī)劃勘探設計研究院有限公司設計的隧道獲中國公路學會2018年度公路交通勘察二等獎。
記者了解到，隧道軸線地面海拔多大于4500m，常年積雪，多懸崖峭壁，氣候寒冷，空氣含氧量低，地面調繪、物探及鉆探工作難度極大。同時，隧址緊密線狀褶皺發(fā)育，并伴有多期巖漿活動和變質作用，細部構造判釋難度大。巖性軟硬不均，變化頻繁，圍巖級別的劃分難度大。場地具褶皺軸部破碎段及斷層破碎帶、巖爆及大變形、高壓涌突水、高地溫等多個災害性地質難題，預測評價難度大。
針對以上高難度，四川省公路規(guī)劃勘探設計研究院有限公司的技術人員利用隧址區(qū)地層與構造特點，創(chuàng)新型布設深孔鉆探方案，成功解決了高海拔極寒冰雪懸崖陡坡段不能進行深孔鉆探施作的難題。
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