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     据统计截至2008年底,我国公路隧道总数已达5426座,共319×104km,然而,我国公路隧道建设起步较晚,与国外发达相比,相关技术水平仍较低,加之公路隧道跨度大、施工工艺复杂、地形多变等特点,导致公路隧道建设过程中还存在诸多技术问题。 尽管随着我国公路隧道新奥法施工技术的日益成熟,穿越复杂地质条件隧道的相关设计理论和修筑工艺取得了一定的成果,但在隧道建设中塌方事故却屡屡发生,施工安全问题异常严峻,隧道坍塌事故屡见不鲜。详见本文网址
国润新材研发部对公路隧道施工坍塌应急救援技术进行研究,将能有效减少公路隧道施工坍塌事故的人员伤亡和财产损失,对提高公路隧道建设的安全性具 有重要的现实意义。 然而,现行公路隧道施工中所用的坍塌逃生应急救援通道为钢管,质量大,较为笨重,拆装和搬运不便,使用效率不高。同时,在公路隧道逃生管道应急救援管道的选取方面,管道需要具备高抗冲击性、高耐压性以及高耐磨性等优良性能。 
   针对公路隧道施工坍塌事故多发的情况,首次采用超高分子量聚乙烯隧道逃生管道对公路隧道施工应急救援通道进行了设计研究。结合人体工程学原理,根据Hertz接触力学理论,采用Thonroton假设,对超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的结构尺寸进行了优化,并对通道的连接方式进行了设计。通过抗冲击性试验,对超高分子量聚乙烯隧道逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性进行了验证。试验结果表明,超高分子量聚乙烯隧道逃生管道结构尺寸合理,安全可靠,可应用于公路隧道施工应急救援。
 
超高分子量聚乙烯隧道逃生管道性能卓越,成为行业首选。
●重量轻。同种规格仅为钢管重量的1/8左右,根长:3米,米重:69.53kg,根重:208.59kg。
●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逃生逃援提供了极为安全可靠的保障。
●管道环刚度高、耐压性好。测试管道上方堆压5米高的沙土,管道保持不变形,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。
●管壁光滑、搬运方便。3米/根,一人可现场滚动推行。内外壁光滑,逃生迅速,不会造成二成擦伤。
●拆装迅速。采用对夹式金属件螺栓连接,安装灵活,拆卸迅速,连接牢固,连接处无缝隙。
●设计美观、标识清晰。管道颜色采用橘黄色,标识采用反光材料制作,隧道施工期间安全标识明显。
●配制到位。可根据现场需求配制爬坡过渡弯头,管道内可配制逃生绳、平板逃生车、应急教援箱等。
 
 
超高分子量聚乙烯隧道逃生管道结构尺寸设计
根据应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800mm,爬行长度为1520mm,如图所示。
超高分子量聚乙烯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。
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30mm是适宜的。
本着拆装方便、安全可靠的原则,隧道逃生管道连接为对夹式螺栓连接。3米/根,每根端有三个90°直角带孔金属件,连接时先把对夹金属件按管道钻好的孔安装牢固,相邻两根管道按连接件对齐连接可。连接所用螺栓均采用半圆头内六方螺栓,设计体现更人性化,安全性,减少在逃生通过时二次受到伤害。管道端面都经精心刨光处理,连接帐面密封性好,多条螺栓连接使管道不管是平放,还是悬挂都保持良好平直度和牢固度,从而达到拆装搬运方便、灵活,安全牢固,规范、美观,适用性强的目的。
洛阳国润新材料科技股份有限公司产品已申请四十多项专利,其中:采用超高分子量聚乙烯管道作为隧道内逃生用管道是我公司自主研发的专利产品,本产品经过知识产权局审查授予使用新型专利权及证书,并出具使用新型专利权评价报告,具备新颖性和创造性,超高分子量聚乙烯逃生管道专利号和证书号为:
专利号:ZL.2016  2  1016410.9  证书号:第5964698号
专利号:ZL.2016  2  1026911.2  证书号:第6027336号
专利号:ZL.2016  2  0249730.X  证书号:第5439746号
 
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