在隧道逃生領(lǐng)域,以往傳統(tǒng)的逃生管材質(zhì)是鋼管,但是鋼管的抗沖擊性能差,在抗沖擊性能測試中,鋼管和超高分子逃生管相比,當(dāng)受到劇烈撞擊之后,鋼管發(fā)生了嚴(yán)重變形,但是超高分子逃生管受到?jīng)_擊后,石塊被彈出,管道幾乎沒有受到損傷,耐沖擊性能良好,其次和鋼管相比,超高分子逃生管重量輕變,便于輸送和安裝,而且價格適中,綜合性價比高。
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高分子聚乙烯隧道應(yīng)急逃生通道
由于隧道逃生管材料重量輕拆裝和搬運方便;管道韌性好、抗沖擊強度高,、耐壓性好、不易變形, 同時,新型應(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。 zui后,通過對超高分子量聚乙烯逃生管道和鋼管進行抗沖擊性對比試驗,驗證了超高分子量聚乙烯逃生管道應(yīng)用于隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。
高分子聚乙烯隧道應(yīng)急逃生通道優(yōu)異性
隧道逃生管具有優(yōu)異的綜合性能,具有其他工程塑料*的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性,且耐化學(xué)腐蝕、衛(wèi)生無毒、不易粘附,在國外被稱為“神奇的塑料”。
1、重量輕、同規(guī)格下重量僅為鋼管重量的1/8,拆裝和搬運方便。
2、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)急救援提供了極為安全可靠的保障。
3、管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形,在隧道施工中發(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。
4、耐磨損、抗老化,可長時間重復(fù)使用。
京張與鋼管的可靠性驗證
通過將尺寸規(guī)格相近的超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道與鋼管分別進行抗沖擊試驗,論證超高管應(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、超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道(分子量約為250萬),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。
試驗要求及方法
采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放,進行沖擊對比試驗,驗證超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道的可靠性。
1、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E=40MPa;泊松比:ν1=0.2;%密度ρ1=2500kg/m3 ;巖塊重 W=400kg。
2、圓管墊層為平整放置的砂袋,墊層厚250mm,寬800mm。
用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上,當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時,圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷 面的開挖高度,本實驗取隧道中心頂部到圓管頂部 的高度的極限值 H為10m,將塊石自由釋放,分別對超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道和鋼管進行沖擊。實驗結(jié)果超高分子量聚乙烯昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道受到?jīng)_擊后,石塊被彈出,管道幾乎沒有受到損傷,耐沖擊性能良好;鋼管在受到?jīng)_擊后,管道被砸扁,發(fā)生*性形變。
*采用公路昆明隧道工程應(yīng)急救援逃生管道對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進行了設(shè)計。 同時,公路隧道逃生管的結(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。 zui后,通過對公路隧道逃生管和鋼管進行抗沖擊性對比試驗,驗證了公路隧道逃生管應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。
京張結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的美國*專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)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,如圖所示。
阿爾文·R·蒂利指出,在全身進入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時,圓管的zui小直徑為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。
同時,考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實際情況,應(yīng)急救援通道的外徑不宜過大,否則對施工的影響較大,故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm。
隧道逃生通道連接部件設(shè)計
隧道施工逃生通道在符合人體工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時,還需滿足隧道安全施工應(yīng)急救援功能性要求,連接方式簡單、拆裝方便。因此,對隧道施工逃生通道采用抱箍連接,每根端部有孔,并在端部設(shè)有加強護層,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120°栓系一根攀爬繩。
新型隧道施工逃生通道鏈扣連接
新型隧道施工逃生通道環(huán)型抱箍連接
隧道逃生通道工程案例
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