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如何驗(yàn)證超高逃生管道的可靠性

針對(duì)我國(guó)每年的隧道塌方事故，首次對(duì)隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。以前我國(guó)都是采用的鋼管，但這種鋼管逃生管道普遍存在安裝很不方便，運(yùn)輸也不方便，幾乎沒(méi)有韌性，強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)。近幾年來(lái)，隨著國(guó)外大部分都采用了新型材料（超高分子量聚乙烯）的逃生管道，我國(guó)也開(kāi)始著手研究新型逃生管道的可靠性，

如何驗(yàn)證超高逃生管道的可靠性

1.逃生管道價(jià)格（新型材料）結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

阿爾文·R·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過(guò)時(shí)，圓管的最小值585mm。?因此，公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常?通過(guò)。?同時(shí)，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，應(yīng)急救援通道的外徑不宜過(guò)大，否則對(duì)施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為直徑800mm（或是860mm）。

2.新型逃生管道價(jià)格薄厚徑設(shè)計(jì)

薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過(guò)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(diǎn)局部凹陷為主。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(shí)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(shí)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。

逃生管道價(jià)格（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ超高分子量聚乙烯*30mm其主要參數(shù)取值為：屈服強(qiáng)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(duì)逃生管道價(jià)格和鋼管進(jìn)行沖擊，此時(shí)可根據(jù)能量守恒定律計(jì)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(jì)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(lái)越小。當(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，逃生管道價(jià)格的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓?管直徑的8%；當(dāng)下落高度h＝5ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，凹陷變形值?Δ＝0.038m，變形值更小。此時(shí)，逃生管道價(jià)格變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為740mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能安全通過(guò)應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不安全，當(dāng)壁厚更大時(shí)，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(yùn)困難。?因此，設(shè)計(jì)中取逃生管道價(jià)格壁厚為30mm是適宜的。（因此逃生管道的規(guī)格為800*30或是860*30）?

3.逃生管道價(jià)格連接部件設(shè)計(jì)

逃生管道價(jià)格主體部分采用超高分子量聚乙烯管道，并在端部設(shè)有加強(qiáng)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(shí)，相關(guān)人員方便在逃生管道價(jià)格中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一攀爬繩本著拆裝方便的原則，逃生管道與逃生管道之間的連接方式為抱箍連接。故在安裝施工組織中較為方便，當(dāng)首次安裝時(shí)，只需將兩管對(duì)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(zhǎng)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)。

如圖連接方法。

4.逃生管道價(jià)格可靠性驗(yàn)證

試驗(yàn)?zāi)康?/span>.通過(guò)將尺寸規(guī)格相近的逃生管道價(jià)格與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高管應(yīng)用于公路隧道坍塌救生應(yīng)急救援的可行性。