在輕型隧道逃生管道設(shè)計(jì)中，目前管材選用zui常用的是鋼管，經(jīng)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)使用的鋼管存在造價(jià)高、接口多、不密封、耐腐蝕性差等缺點(diǎn)，施工時(shí)經(jīng)常擱置在洞室外，起不到防止隧道塌方時(shí)應(yīng)急逃生的作用，對(duì)隧道施工人員生命造成ji大的隱患，因此有必要更新逃生管選材。在隧道施工設(shè)計(jì)時(shí)我們提議更換輕型隧道逃生管道材料。

       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(cè)試中，鋼管和輕型隧道逃生管道相比，當(dāng)受到劇烈撞擊之后，鋼管發(fā)生了嚴(yán)重變形，但是輕型隧道逃生管道受到?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，其次和鋼管相比，輕型隧道逃生管道重量輕變，便于輸送和安裝，而且價(jià)格適中，綜合性價(jià)比高。

逃生管道薄厚徑設(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

       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ji限值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對(duì)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。

       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，人能通過(guò)應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不%當(dāng)壁厚更大時(shí)，盡管性增加，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)中取逃生管道壁厚為26mm是適宜的。