逃生管道

       超高分子量聚乙烯隧道

逃生管道

为 公路隧道施工逃生应急救援提供了极为安全可靠的保障；管道环刚度高、耐压性好、不易变形，在公路隧道施工中发生坍塌时，承压能力和抗环境破坏能力远远超过 一般管道。*门采用新材料（超高分子量聚乙烯）对公路 隧道施工应急救援通道进行了设计。 同时，超高分子量聚乙烯

隧道

的结构尺寸符合人体工 程学原理，结构简单，拆装方便。 zui后，通过对超高分子量聚乙烯

和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了

超高分子量聚乙烯应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。

我公司生产的新型逃生管道规格为φ800×30mm，每节长度3米，每米重量69公斤（

φ

8

20*10mm钢管每米重量200公斤）。

隧道

逃生管道

优异性

1、重量轻、同规格下重量仅为钢管重量的1/8，拆装和搬运方便。

2、管道韧性好、抗冲击强度高，受到强外力冲击时瞬间变形，吸收大量冲击能量，然后迅速恢复原来形状，为公路隧道施工逃生应急救援提供了安全可靠的保障。

3、管道环刚度高、耐压性好、不易变形，在隧道施工中发生坍塌时，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。

4、耐磨损、抗老化，可长时间重复使用。

隧道

逃生管道

结构尺寸设计 

    根据应用人体测量学的美国*专家阿尔文·R·蒂利对人体测量学的研究成果可知，人在爬行移动时，较舒适的情况下爬行高度为800mm，爬行长度为1520mm，如图2所示。

      阿尔文·R·蒂利指出，在全身进入式上下通行的圆形洞口底部出入口爬行通过时，圆管的zui小直径为585mm。 因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥585mm，才能保证人体的正常 通过。 

      同时，考虑到公路隧道施工现场的实际情况，应急救援通道的外径不宜过大，否则对施工的影响较大，故取超高分子量聚乙烯管道的外径为800mm。

新型隧道

逃生管道

薄厚径设计

       薄壁圆管在受到隧道顶部大能量块石侧向冲击的过程中，结构下半部分的整体弯曲变形较小，变形以冲击点局部凹陷为主。 

       根据Hertxz接触力学理论，采用Thornton假设，设材料具有理想弹塑性，则两接触物体之间的接触压力，在能量分析的基础上，圆管受到侧向冲击时局部凹陷值△与侧向载荷 P之间的关系，则可推出圆管受到侧向冲击时局部凹陷值，为圆管材料的屈服应力；Ｈ为圆管的厚；Ｄ为圆管的直径。 

       隧道（分子量约为250万），规格为Φ800*30其主要参数取值为：屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3　。

       冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.67m，岩体参数取值为：弹性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 岩块重量 W=400kg。 

       取隧道中心及边顶部到圆管顶部的高度的极限值H为7m和5m,将块石自由释放，分别对隧道逃生管和钢管进行冲击，此时可根据能量守恒定律计算出岩块下落速度，分别为v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圆管壁厚H进行计算，不同壁厚尺寸的圆管冲击变形值得计算结果如表1 所示。

    从表1中可以看出，随着圆管壁厚的增加，块石下落引起的圆管凹陷变形值越来越小。当块石下落高度ｈ＝7ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，隧道逃生管的凹陷变形值Δ＝0.048m，约为圆 管直径的8%；当下落高度h＝5ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，凹陷变形值 Δ＝0.038m，变形值更小。此时，隧道逃生管变形凹陷后，管内的通行 空间为588mm，满足人体工程学要求，人能安全通过应急通道。当壁厚较小时，变形值增大，可能不安全%当壁厚更大时，尽管安全性增加，但管材重量 也随之增加，致使成本上升，搬运困难。 因此，设计中取隧道逃生管壁厚为24mm是适宜的。 

隧道

逃生管道

的几种连接方式

抱箍连接

二级开挖用135°转接弯头

对夹式金属连接件

链条链接

隧道

逃生管道

工程案例

中铁二十四局集团有限公司（福建泉州兴泉铁路宁泉九标项目部绿谷隧道碧岭、石门、石砻隧道广东省韶关市新丰县供应隧道）

中铁十七局集团有限公司（福建漳州龙海市福厦高铁项目部）

福建中业贸易有限公司（福建厦门市湖里区地铁项目）

贵州路桥建设工程有限公司成都机场高速项目

中交四航局云桂铁路项目部（云桂铁路项目二分部那莫一号隧道）

中铁隧道局云桂铁路项目部（云桂铁路项目三分部隧道逃生管）

中铁十局云桂铁路项目部（云桂铁路项目隧道）

中铁十二局沪昆铁路项目部（中铁十二局集团湖南段项目部隧道逃生管）

中铁十九局云桂项目部（中铁十九局集团云桂铁路项目部隧道）

中铁十二局仁博高速公路（广东省韶关市新丰县隧道逃生管）

云南云岭高速公路交通科技有限公司（云南省西双版纳勐腊县隧道）

中铁十九局集团云桂铁路云南公司（云桂铁路云南段正线隧道逃生管）

中铁二院云桂铁路配合消防项目部（云桂铁路施工部隧道）

东盟营造工程有限公司----贵州六盘水市钟山区德坞社区马姚路六威5标段

中交*公路工程局有限公司----贵州六盘水六威11标高速公路项目

中交第二公路工程局有限公司----贵州铜仁铜怀高速项目部

隧道逃生管应用：

①所用管材采用φ

800mm

的，管节长度为

3m

，壁厚

30mm

，管节间可采用直径大于直径的套管连接，每端连接

1m

,

采用橡胶圈或木楔临时固定。为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接头的牢固，并经试验室具体试验后，方可用于隧道中。

②施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足

1

米、

2

米、

3

米短节管道、转接接头。

③经加工使用，结合材质及现场实际情况分别进行加工，连接简单、牢固、紧密可靠，且在地面做好临时固定措施，施工时管口可加临时封盖，并易于打开和封闭。

④采用φ

800mm

的承插，设置起点为施作好的二衬端头处，距二衬端头距离不得大于

5

米，从衬砌工作面布置至距离开挖面

20m

以内的适当位置，沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品，承插纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将超高分子量聚乙烯管道冲脱。

⑤超在二衬台车移动就位过程中，临时拆移时应逐节拆除，严禁一次拆除到位，以随时确保的效用。

⑥在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，安装

135

°转接接头顺延，其管道架空高度和长度以不影响施工并便于开启逃生窗口为宜。

⑦应平整、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。

结论

*采用隧道逃生管对隧道施工应急救援通道进行了设计。

同时，隧道逃生管的结构尺寸符合人体工程学原理，结构

简单，拆装方便。

zui后，通过对隧道逃生管和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了隧道逃生管应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。