在隧道建設(shè)中塌方事故卻屢屢發(fā)生，施工安全問(wèn)題異常嚴(yán)峻。據(jù)2008年～2015年隧道施工事故資料初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共發(fā)生36起（公路、鐵路）隧道施工事故。公路隧道施工事故中，坍塌事故占54％，為主要事故形態(tài)，是公路隧道施工的頭號(hào)大敵，其高發(fā)性和高危險(xiǎn)性嚴(yán)重威脅著工程安全，甚至給國(guó)家與人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。逃生管道在隧道生產(chǎn)中，占了很大的比重，其質(zhì)量的好壞，直接影響到隧道工人的生命安全。

 

   新型隧道逃生管道是以優(yōu)質(zhì)超高分子聚乙烯樹(shù)脂為主要原料，添加必要的抗氧劑紫外線吸收劑等助劑，經(jīng)擠塑機(jī)擠出加工而成的新型塑料管材產(chǎn)品，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T13663-2000 。洛陽(yáng)國(guó)潤(rùn)新材料科技股份有限公司專注生產(chǎn)新型隧道逃生管道

隧道逃生管道的選擇標(biāo)準(zhǔn)：

   逃生管的口徑要大，根據(jù)***工程學(xué)原理，管道口徑一般不能小于600mm于600-800mm之間為合適，隧道逃生管道的抗沖擊性能，柔韌性能要好，要抗撞擊，超高分子量聚乙烯管作為國(guó)家21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的高新科技項(xiàng)目，在隧道逃生領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。超高分子量聚乙烯管的柔韌性非常好，抗沖擊性能非常強(qiáng)，即使受到地殼的強(qiáng)烈變動(dòng)，管道也不會(huì)斷裂，只會(huì)發(fā)生輕微的變形。用作逃生管，超高分子量聚乙烯管抗沖擊，重量輕，運(yùn)輸安裝方便，連接方式簡(jiǎn)單，綜合性價(jià)比高。

   超高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ800*30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)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(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，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計(jì)算結(jié)果如表1 所示。

 

從表1中可以看出，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)，超高分子量聚乙烯隧道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。此時(shí)，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道變形凹陷后，管內(nèi)的通行 空間為588mm，滿足***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)中取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚為24mm以上是適宜的。 

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證 
試驗(yàn)?zāi)康?nbsp;
通過(guò)將尺寸規(guī)格相近的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高管應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。
試驗(yàn)材料
1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620×10。 屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。
2、超高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ800×30 , 屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
試驗(yàn)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隧道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(jìn)行沖擊對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的可靠性。
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(shí)，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(kāi)挖高度，本實(shí)驗(yàn)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(duì)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果超高分子量聚乙烯隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒(méi)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)生永久性形變。�� 

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隧道逃生管道和鋼管所受沖擊力和變形量如表2 所示。

 

    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)，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗沖擊性能極高，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超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生永久性形變，難以恢復(fù)。 
結(jié)論 
首次采用超高分子量聚乙烯隧道逃生管道對(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)，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合***工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，拆裝方便。 最后，通過(guò)對(duì)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超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。

隧道逃生管道工程案例 

 

中鐵十二局仁博高速公路TJ16合同段項(xiàng)目經(jīng)理部（廣東省韶關(guān)市新豐縣隧道逃生管道）

云南云嶺高速公路交通科技有限公司物資分公司（云南省西雙版納勐臘縣隧道逃生管道）

中鐵十九局集團(tuán)云桂鐵路云南公司（云桂鐵路云南段正線隧道逃生管道）

中鐵二院云桂鐵路配合消防項(xiàng)目部（云桂鐵路施工部隧道逃生管道）

中交四航局云桂鐵路項(xiàng)目部（云桂鐵路項(xiàng)目二分部那莫一號(hào)隧道逃生管道）

中鐵隧道局云桂鐵路項(xiàng)目部（云桂鐵路項(xiàng)目三分部隧道逃生管道）

中鐵十局云桂鐵路項(xiàng)目部（云桂鐵路項(xiàng)目隧道逃生管道）

中鐵十二局滬昆鐵路項(xiàng)目部（中鐵十二局集團(tuán)滬昆客專長(zhǎng)昆湖南段項(xiàng)目部隧道逃生管道）

中鐵十九局云桂項(xiàng)目部（中鐵十九局集團(tuán)有限公司云桂鐵路YGZQ-4標(biāo)項(xiàng)目部隧道逃生管道）

 

公司：洛陽(yáng)國(guó)潤(rùn)新材料科技股份有限公司

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