輕型逃生管道連接部件設(shè)計(jì)

       輕型逃生管道在符合人體工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時(shí)，還需滿足隧道施工應(yīng)急逃援功能性要求，連接方式簡(jiǎn)單、拆捉便。因此，對(duì)輕型逃生管道采用抱箍連接，每根端部有孔，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中攀爬，在通道周向每隔120M栓系一根攀爬繩。

1、輕型逃生管道鏈扣連接

2、輕型逃生管道環(huán)型抱箍連接

3、需要有二級(jí)臺(tái)階的話還可以采用135°過渡彎頭進(jìn)行連接

輕型逃生管道可靠性驗(yàn)證

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通過將尺寸規(guī)格相近的隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證聚乙烯管應(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、聚乙烯隧道逃生管道，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。

    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。  
    DN800逃生管道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ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)DN800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，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越小。

    當(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，DN800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)，DN800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，人能通過應(yīng)急管道。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DN800逃生管道壁厚為30mm是適宜的。 

輕型隧道逃生管道優(yōu)異性

具有耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性，且耐化學(xué)腐蝕、衛(wèi)生、不易 粘附。因此，其在機(jī)械、交通運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域，具有廣泛的引用前景。

1、輕型--隧道逃生管道重量輕，為鋼管重量的1/8左右，拆裝和搬運(yùn)方便。

2、輕型--隧道逃生管道韌性好，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)原來形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了可靠的保障。

3、輕型--隧道逃生管道環(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)境破壞能力超過一般管道。

       隧道逃生管道為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為可靠的保障；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)超過一般管道。

隧道逃生管道--在符合人體工程學(xué)原理在保證牢固性的同時(shí)，還需滿足隧道施工應(yīng)急救援功能性要求，連接方式簡(jiǎn)單、拆裝方便。

DN800逃生管道應(yīng)用：
    A逃生管道所用管材采用φ直徑800mm的隧道逃生管道，管節(jié)長(zhǎng)度為3m，壁厚30mm，管節(jié)間可采用直徑大于逃生管道直徑的金屬帶孔抱箍連接，22mm寬,采用螺栓臨時(shí)固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對(duì)采用的材質(zhì)管材，必須確保其承壓能力和連接頭的牢固，并經(jīng)試驗(yàn)室具體試驗(yàn)后，方可用于隧道中。

    B施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖、掘進(jìn)開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。 

    C 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，并易于打開和封閉。

    D逃生管道采用Φ800mm的承插，設(shè)置起點(diǎn)為新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挖面20m以內(nèi)的適當(dāng)位置，（湖南）隧道應(yīng)急管道沿著初期支護(hù)的一側(cè)向掌子面鋪設(shè)，管內(nèi)預(yù)留工作繩，方便救生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)和傳輸各種物品，承插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)將高分子量聚乙烯管道沖脫。 

    E逃生管道在二襯臺(tái)車移動(dòng)就位過程中，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)確保隧道應(yīng)急管道的效用。 

    F逃生管道在經(jīng)過掘進(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啟救生窗口為宜。 

    G設(shè)置的逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急救生以外用途。

    H隧道應(yīng)急管道布設(shè)長(zhǎng)度為100m。