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隧道应急逃生管道尺寸设计的依据：
用人体测量学的先驱美国著名专家阿尔文·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800毫米，爬行长度为1520毫米，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，圆管的小直径为800毫米。
因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥585毫米，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，隧道应急逃生管道的外径不宜过大，否则对施工的影响较大，故取高分子隧道应急逃生管道的外径：800毫米。
隧道应急逃生管道逃生系统介绍：
隧道应急逃生管道
一种隧道施工事故中管道逃生系统，在离施工隧道的开挖掌子面一定距离的位置设置安全棚架，安全棚架与逃生管道的一端连接；通常距离开挖掌子面不大于26米，台阶法施工时不大于21米。隧道应急逃生管道的另一端靠近施工隧道的二级衬砌段。本实用新型提供的一种隧道施工事故中管道逃生系统。
设置隧道应急逃生管道的必要性：
隧道应急逃生管道
由于隧道施工工程环境封闭，隐蔽工程较多，工程质量安全隐患易发难控，部分地区和项目隧道工程地质勘察不详，设计深度不足等因素，造成工程施工不安全。
据统计，2009年-2013年，我国隧道施工事故33起，造成直接死亡人数161人，直接经济损失几亿元。
另外，事故发生之后救援十分困难，尤其是拱顶坍塌和关门坍塌，据不完全调查统计，，隧道出现关门坍塌约占隧道坍塌数量的35%-48%，，因此加强隧道安全质量监理，增加隧道施工事故中安全措施是十分必要的。
轻型逃生管道连接部件设计
轻型逃生管道在符合人体工程学原理、兼顾牢固性的同时，还需满足隧道安全施工应急逃援功能性要求，连接方式简单、拆捉便。因此，对轻型逃生管道采用抱箍连接，每根端部有孔，并在端部设有加强护层，连接部件有钢丝绳、铁链及其端部挂钩。为了在隧道发生坍塌事故时，相关人员方便在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120M栓系一根攀爬绳。
1、轻型逃生管道链扣连接
2、轻型逃生管道环型抱箍连接
3、需要有二级台阶的话还可以采用135°过渡弯头进行连接
轻型逃生管道可靠性验证
试验目的
通过将尺寸规格相近的隧道逃生管道与钢管分别进行抗冲击试验，论证聚乙烯管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。试验材料：
1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管，规格为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、聚乙烯隧道逃生管道，规格为Φ800*30 , 屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
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。
DN800逃生管道（分子量约为250万），规格为Φ高分子量聚乙烯*30mm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DN800逃生管道和钢管进行冲击，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，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，DN800逃生管道的凹陷变形值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，DN800逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为740mm，满足人体工程学要求，人能安全通过应急管道。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DN800逃生管道壁厚为30mm是适宜的。
高分子隧道逃生管道布设要求
1. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道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，以随时确保逃生管道的效用。
2. 逃生管道在经过掘进台阶时，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。
3. 设置的隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道应平整、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。
4. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道布设长度为100m。
5. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道所用管材采用φ800mm的钢管，管节长度为15m，壁厚7mm，管节间可采用直径大于逃生管道直径的套管连接，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。
6. 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。
7. 隧道逃生管道，高分子隧道逃生管道经加工使用，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。
8. 管道采用φ800mm的承插钢管，设置起点为作好的二衬端头处，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，管道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，承插钢管纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将钢管冲脱。
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