隧道逃生管道連接部件設(shè)計

       隧道逃生管道主體部分采用新型懸掛式隧道逃生管道，并在端部設(shè)有加強護(hù)層，部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發(fā)生坍塌事故時，相關(guān)人員方便在懸掛式隧道逃生管道中攀爬，在管道周向每隔120°栓系一攀爬繩。本著拆裝方便的原則，公路懸掛式隧道逃生管道與管之間的連接方式為抱箍接，在安裝施工組織中較為方便，當(dāng)首次安裝時，只需將兩管對接，用抱箍上緊扣牢，依據(jù)抱箍現(xiàn)有的孔，用鉆往管管上打孔近穿螺栓即可。其中，鋼絲繩端頭和鐵鏈端頭為掛鉤，鐵鏈長度可根據(jù)扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環(huán)上的位置自由調(diào)節(jié)。

隧道逃生管道應(yīng)用

       800隧道逃生管道所用管材采用道路施工Φ800mm的新型懸掛式隧道逃生管道，管節(jié)長度為3-6m，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于懸掛式隧道逃生管道直徑的金屬抱箍連接，40mm寬,采用螺栓臨時固定。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。

高分子隧道逃生管道材料重量輕，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(fù)原來形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了為可靠的保障；高分子量聚乙烯--隧道逃生管道環(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(yuǎn)遠(yuǎn)過一般管道。交通部門采用新材料（高分子量聚乙烯）對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計。 同時，高分子量聚乙烯應(yīng)急救援通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 后，通過對高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對比試驗，驗證了高分子量聚乙烯--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。

    對公路隧道施工坍塌應(yīng)急救援技術(shù)進(jìn)行研究，將能有效減少公路隧道施工坍塌事故的人員傷亡和財產(chǎn)損失，對提高公路隧道建設(shè)的性具 有重要的現(xiàn)實意義。 然而，現(xiàn)行公路隧道施工中所用的坍塌逃生應(yīng)急救援通道為鋼管，質(zhì)量大，較為笨重，拆裝和搬運不便，使用效率不高。同時，在公路隧道逃生管道應(yīng)急救援管道的選取方面，管道需要具備高抗沖擊性、高耐壓性以及高耐磨性等優(yōu)良性能。 

輕型逃生管道連接部件設(shè)計

       輕型逃生管道在符合人體工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足隧道施工應(yīng)急逃援功能性要求，連接方式簡單、拆捉便。因此，對輕型逃生管道采用抱箍連接，每根端部有孔，并在端部設(shè)有加強護(hù)層，連接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發(fā)生坍塌事故時，相關(guān)人員方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120M栓系一根攀爬繩。

1、輕型逃生管道鏈扣連接

2、輕型逃生管道環(huán)型抱箍連接

3、需要有二級臺階的話還可以采用135°過渡彎頭進(jìn)行連接

輕型逃生管道可靠性驗證

試驗?zāi)康?/span>

通過將尺寸規(guī)格相近的隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗，論證聚乙烯管應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。試驗材料：

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

2、聚乙烯隧道逃生管道，規(guī)格為Φ800*30 , 屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

    根據(jù)Hertxz接觸力學(xué)理論，采用Thornton假設(shè)，設(shè)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(chǔ)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(guān)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(yīng)力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。  
    DN800逃生管道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ高分子量聚乙烯*30mm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DN800逃生管道和鋼管進(jìn)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(jìn)行計算，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(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，DN800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當(dāng)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，DN800逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為740mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能通過應(yīng)急管道。當(dāng)壁厚較小時，變形值增大，可能不，當(dāng)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(shè)計中取DN800逃生管道壁厚為30mm是適宜的。