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泉州隧道施工大口徑逃生管道距掌子面

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洛陽(yáng)世瑞新材料科技有限公司

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

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zui小直徑為585mm。因此，公路隧道施工應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能*人體的正常通過(guò)。同時(shí)，考慮到應(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的外徑為800mm。泉州隧道施工大口徑逃生管道距掌子面

詳細(xì)介紹

泉州隧道施工大口徑逃生管道距掌子面世瑞新材料科技有限公司采用新材料逃生管道對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，新材料逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，拆裝方便。 后，通過(guò)對(duì)新材料逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了新材料逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

1.結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

2.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。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。

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)超高分子量聚乙烯管和鋼管進(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)，800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(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。壁厚Ｈ＝30mm時(shí)，下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.030m。再厚的話(huà)，變形值變化不大，故取超高分子量聚乙烯管厚度30mm比較合適。此時(shí)逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行空間為710mm，滿(mǎn)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)中取管道壁厚為30mm是適宜的。

3，采用尺寸規(guī)格相近的鋼管，超高分子量聚乙烯管從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯管的**性。

為了明確沖擊能量的大小，對(duì)石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守恒定律求出，Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出超高分子量聚乙烯管和鋼管所受沖擊力和變形量。

從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時(shí)，超高分子量聚乙烯管抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過(guò)程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對(duì)管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生形變，難以恢復(fù)。

認(rèn)證結(jié)論：

由于超高分子量聚乙烯管重量輕拆裝和搬運(yùn)方便；管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀，為隧道施工救生應(yīng)急救援提供了極為安全**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(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道，包括鋼管。

隧道逃生管道應(yīng)用：

1、超高分子量聚乙烯逃生管道所用管材采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節(jié)長(zhǎng)度為12m，壁厚30mm，管節(jié)間采用管箍連接。

2、施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖、掘進(jìn)開(kāi)挖方式等情況備足管道和連接材料，除整節(jié)管道外，應(yīng)同時(shí)備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉(zhuǎn)接接頭。

3、超高分子量聚乙烯逃生管道經(jīng)加工使用，結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分別進(jìn)行加工，連接簡(jiǎn)單、牢固、緊密可靠，且在地面做好臨時(shí)固定措施，施工時(shí)管口可加臨時(shí)封蓋，并易于打開(kāi)和封閉。

4、超高分子量聚乙烯逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設(shè)置起點(diǎn)為施作好的二襯端頭處，距二襯端頭距離不得大于5米，從襯砌工作面布置至距離開(kāi)挖面20m以?xún)?nèi)的適當(dāng)位置，超高分子量聚乙烯逃生管道沿著初期支護(hù)的一側(cè)向掌子面鋪設(shè)，管內(nèi)預(yù)留工作繩，方便逃生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)和傳輸各種物品，承插超高分子量聚乙烯管道縱向連接可采用鏈條等措施，防止坍塌時(shí)將超高分子量聚乙烯管道沖脫。

5、超高分子量聚乙烯逃生管道在二襯臺(tái)車(chē)移動(dòng)就位過(guò)程中，臨時(shí)拆移時(shí)應(yīng)逐節(jié)拆除，嚴(yán)禁一次拆除到位，以隨時(shí)確保逃生管道的效用。

6、超高分子量聚乙烯逃生管道在經(jīng)過(guò)掘進(jìn)臺(tái)階時(shí)，應(yīng)按順延臺(tái)階布置，安裝135°轉(zhuǎn)接接頭順延，其管道架空高度和長(zhǎng)度以不影響施工并便于開(kāi)啟逃生窗口為宜。

7、設(shè)置的超高分子量聚乙烯逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急逃生以外用途。