采用高分子隧道逃生管道的根据

　　有效而安全的应急管道是隧道、公路、铁路施工中必不可少的管道材料，超高分子聚乙烯逃生管道材料在受到强烈外力冲击时，隧道逃生管道瞬间变形，吸收大量冲击能量后迅速恢复原形，为隧道施工逃生救援提供了很大的保障；隧道逃生管耐压性能好，不易变形，在公路隧道施工中发生坍塌时，隧道内新型逃生管道的承压能力和抗环境破坏能力远远超过普通管道；隧道逃生管拆装搬运方便，一米重约69kg，在隧道狭窄空间不需要机械设备的帮助下即可移动。这是一种方便实用的管道。

　　根据实验求证：

　　1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管，規格为Φ620×10。屈服强度σ1=215GPa，弹性模量弹性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

　　2、高分子隧道逃生管(分子量约250万)，规格Φ800×30，屈服强度σ1=3.7GPa,E1=700MPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

　　试验要求及方法：

　　采用尺寸规格相近的钢管和高分子隧道逃生管道，将重物从距圆管子顶部高度H为10m处自由释放，通过撞击对比试验，验证高分子隧道逃生管道的可靠性。

　　冲击试件为块状花岗岩，初步选择其直径为0.67m的岩块。取值如下：弹性模量E=40MPa；泊松比：ρ1=0.2;%密度ρ1=2500kg/m3；块重W=400kg。

　　2、圆管垫层为平整放置的砂袋，垫层厚250mm，宽800mm。

　　用于隧道施工逃生的薄壁圆管自由放置于平整垫层上，当受到落石冲击荷载作用时，圆管底部主要受垫层竖向和横向摩擦约束作用。冲击试件离圆管顶部距离主要取决于隧道断面的开挖高度，本实验取隧道中心顶部到圆管顶部的高度的极限值H为10m，将块石自由释放，分别对高分子隧道逃生管道和钢管进行冲击。实验结果高分子隧道逃生管道受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有受到损伤，耐冲击性能良好；钢管在受到冲击后，管道被砸扁，发生性形变。

　　为了明确冲击能量的大小，对石块从10m高处自由落下的冲击力及圆管形变量进行计算。在石块自由下落时，石块瞬时速度可由能量守恒定律求出，Vt=14m/s。同时，可计算出超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和钢管所受冲击力和变形量。

　　从结果中可以看出，10m高处落下的石块的冲击能非常大。同时，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗冲击性能极高，外力冲击不能使其破裂。而且，其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能，受到大石块冲击的过程中，能够吸收大部分的冲击能，减少对管道的破坏。钢管抗冲击性能不如超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，且其在受到石块砸击之后发生性形变，难以恢复。

　　高分子隧道逃生管对公路隧道施工坍塌应急救援技术进行研究，将能有效减少隧道施工坍塌事故的人员伤亡和财产损失，对提高隧道建设的安全性具有重要的现实意义。