分子安全隧道逃生管道

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分子安全隧道逃生管道
针对公路隧道施工坍塌事故多发的情况，采用新材料（分子量聚乙烯材料）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，对新型分子量聚乙烯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。后，通过抗冲击性试验，对分子量聚乙烯通道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性进行了验证。试验结果表明，分子量聚乙烯通道结构尺寸合理，安全可靠，可应用于公路隧道施工应急救援。分子安全逃生管道

由于地质条件的多样性和复杂性，公路隧道施工事故发生率比其他岩土工程高且严重

隧道逃生管道结构尺寸设计
根据应用人体测量学的美国阿尔文·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800mm，因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径≥800mm，才能人体的正常通过。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，故取分子量聚乙烯管道的外径为800mm。
隧道逃生管薄厚径设计.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。
根据Hertxz接触力学理论，采用Thornton假设，设材料具有理想弹塑性，则两接触物体之间的接触压力，在能量分析的基础上，圆管受到侧向冲击时局部凹陷值△与侧向载荷?P之间的关系，则可推出圆管受到侧向冲击时局部凹陷值，为圆管材料的屈服应力；Ｈ为圆管的厚；Ｄ为圆管的直径。
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。当石块下落高度ｈ＝7ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，分子量聚乙烯隧道逃生管道的凹陷变形值Δ＝0.048m，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，分子量聚乙烯隧道逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为588mm，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，设计中取分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚为30mm以上是适宜的。
高分子聚乙烯隧道逃生管道可靠性验证.
试验目的
通过将尺寸规格相近的隧道逃生管道与钢管分别进行抗冲击试验，论证分子聚乙烯管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。

分子逃生管道连接部件设计
用于公路隧道施工中的φ800*30mm分子逃生管道在符合人体工程学原理、兼顾牢固性的同时，还需 满足公路隧道施工应急救援功能性要求，连接方式简单、拆装方便。因此，对应急救援通道采用抱箍连接， 每根端部有孔，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通道中攀爬，在通道周向每隔 120°栓系一根攀爬绳

隧道逃生管道工程案例
中铁十局云桂铁路项目部（云桂铁路项目隧道逃生管道）
中铁十二局沪昆铁路项目部（中铁十二局集团沪昆客专长昆湖南段项目部隧道逃生管道）
中铁十九局云桂项目部（中铁十九局集团有限公司云桂铁路YGZQ-4标项目部隧道逃生管道）
中铁十二局仁博高速公路TJ16合同段项目经理部（广东省韶关市新丰县隧道逃生管道）
云南云岭高速公路交通科技有限公司物资分公司（云南省西双版纳勐腊县隧道逃生管道）
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