云南800逃生管道

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洛陽國潤生產的云南800逃生管道的優點是什么？云南800逃生管道可用在那個方面哪？云南800逃生管道的特性是什么啊？云南800逃生管道在逃生方面是否可取代鋼管那？就以上幾個問題，我們來研究一下。

 前提

    在隧道建設中塌方事故卻屢屢發生，施工安全問題異常嚴峻。據2010-2015年隧道施工事故資料初步統計，我國共發生39起（公路、鐵路）隧道施工事故。
   云南800逃生管道首次采用新材料（超高分子量聚乙烯材料，是一種由乙 烯、丁二烯單體在催化劑作用下，聚合而成的平均分子量在200萬以上的線型結構熱塑性工程塑料。）對公路隧道施工應急救援通道進行了設計研究。結合人體工程學原理，根據Hertz接觸力學理論，采用Thonroton假設，對新型云南800逃生管道的結構尺寸進行了優化，并對通道的連接方式進行了設計。通過抗沖擊性試驗，對超高分子量聚乙烯通道應用于公路隧道施工應急救援的可靠性進行驗證。

通過以下4種基本方法驗證超高分子量聚乙烯管道的可靠性

1.云南800逃生管道（新型材料）結構尺寸設計 

      根據應用人體測量學的先驅美國專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學的研究成果可知，人在爬行移動時，較舒適的情況下爬行高度為超高分子量聚乙烯mm，爬行長度為1520mm，如圖2所示。

 圖2爬行過程中的人體工程學要求 

 
        阿爾文·R·蒂利指出，在全身進入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時，圓管的小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工新型應急救援通道的內徑必須≥585mm，才能保證人體的正常 通過。 
        同時，考慮到公路隧道施工現場的實際情況，應急救援通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為636mm。

2.新型云南800逃生管道薄厚徑設計 
        薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側向沖擊的過程中，結構下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點局部凹陷為主。 
       根據Hertxz接觸力學理論，采用Thornton假設，設材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎上，圓管受到側向沖擊時局部凹陷值△與側向載荷 P之間的關系，則可推出圓管受到側向沖擊時局部凹陷值，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。  
        云南800逃生管道（分子量約為250萬），規格為Φ超高分子量聚乙烯*30mm其主要參數取值為：屈服強度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，分別對云南800逃生管道和鋼管進行沖擊，此時可根據能量守恒定律計算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算，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。當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，云南800逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當下落高度h＝5ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時，云南800逃生管道變形凹陷后，管內的通行空間為740mm，滿足人體工程學要求，人能安全通過應急通道。當壁厚較小時，變形值增大，可能不安全，當壁厚更大時，盡管安全性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設計中取云南800逃生管道壁厚為30mm是適宜的。 

3.云南800逃生管道連接部件設計 
   用于公路隧道施工中的云南800逃生管道在符合人體工程學原理、兼顧牢固性的同時，還需滿足公路隧道施工應急救援功能性要求，連接方式簡單、拆裝方便。因此，對應急救援通道進行了如下結構設計。 
  云南800逃生管道主體部分采用超高分子量聚乙烯管道，并在端部設有加強護層，連接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。為了在隧道發生坍塌事故時，相關人員方便在云南800逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一攀爬繩
   本著拆裝方便的原則，公路云南800逃生管道與管之間的連接方式為抱箍連接。 故在安裝施工組織中較為方便，當首次安裝時，只需將兩管對接，用抱箍上緊扣牢，依據抱箍現有的孔，用鉆往管管上打孔近穿螺栓即可。其中，鋼絲繩端頭和鐵鏈端頭為掛鉤，鐵鏈長度可根據扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環上的位置 自由調節。
4.云南800逃生管道可靠性驗證

試驗目的 
    通過將尺寸規格相近的云南800逃生管道與鋼管分別進行抗沖擊試驗，論證超高管應用于公路隧道坍塌逃生應急救援的可行性。

試驗材料
1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規格為Φ620×10。 屈服強度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、云南800逃生管道（分子量約為250萬），規格為Φ超高分子量聚乙烯×30mm，屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗要求及方法 
    采用尺寸規格相近的鋼管與云南800逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進行沖擊對比試驗，驗證云南800逃生管道的可靠性。
 1、沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑 為0.67m。巖體參數取值為：彈性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重 W=400kg。
 2、圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬超高分子量聚乙烯mm。
    用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當受到落石沖擊荷載作用時，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷 面的開挖高度，本實驗取隧道中心頂部到圓管頂部 的高度的極限值 H為10m，將塊石自由釋放，分別對云南800逃生管道和鋼管進行沖擊。實驗結果云南800逃生管道受到沖擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到沖擊后，管道被砸扁，發生形變。
    為了明確沖擊能量的大小，對石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進行計算。在石塊自由下落時，石塊瞬時速度可由能量守 恒定律求出， Vt=14m/s。同時，可計算出云南800逃生管道和鋼管所受沖擊力和變形量如圖所示。

從結果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖 擊能非常大。同時，云南800逃生管道抗沖擊性能極高，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如云南800逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發生形變，難以恢復。

認證結論：

由于云南800逃生管道（超高分子量聚乙烯）重量輕拆裝和搬運方便；管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來形狀，為公路隧道施工逃生應急救援提供了極為安全可靠的保障；管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發生坍塌時，承壓能力和抗環境破壞能力遠遠超過一般管道，包括鋼管，那么我們來看看他的優越性和應用范圍。

隧道道云南800逃生管道優異性
       云南800逃生管道具有優異的綜合性能，具有 其他工程塑料無可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質性，且耐化學腐蝕、衛生無毒、不易 粘附，在國外被稱為“神奇的塑料”。因此，其在機械、交通運輸、紡織、造紙、礦業、農業、化工等領域，具有廣泛的引用前景。 
●重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運方便。
●管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來形狀，為公路隧道施工逃生應急救援提供了極為安全可靠的保障。
●管道環剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發生坍塌時，承壓能力和抗環境破壞能力遠遠超過一般管道。
云南800逃生管道應用：
    ①云南800逃生管道所用管材采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節長度為12m，壁厚30mm，管節間可采用直徑大于云南800逃生管道直徑的金屬帶孔抱箍連接，22mm寬,采用螺栓臨時固定。為保證管道承受坍塌體的壓力，對采用的材質管材，必須確保其承壓能力和連接頭的牢固，并經試驗室具體試驗后，方可用于隧道中。

    ②施工現場應根據隧道圍巖、掘進開挖方式等情況備足管道和連接材料，除整節管道外，應同時備足1米、2米、3米短節管道、轉接接頭。 

    ③云南800逃生管道經加工使用，結合材質及現場實際情況分別進行加工，連接簡單、牢固、緊密可靠，且在地面做好臨時固定措施，施工時管口可加臨時封蓋，并易于打開和封閉。

    ④云南800逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設置起點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以內的適當位置，云南800逃生管道沿著初期支護的一側向掌子面鋪設，管內預留工作繩，方便逃生、搶險、聯絡和傳輸各種物品，承插超高分子量聚乙烯管道縱向連接可采用鏈條等措施，防止坍塌時將超高分子量聚乙烯管道沖脫。 

    ⑤云南800逃生管道在二襯臺車移動就位過程中，臨時拆移時應逐節拆除，嚴禁一次拆除到位，以隨時確保云南800逃生管道的效用。 

    ⑥云南800逃生管道在經過掘進臺階時，應按順延臺階布置，安裝135°轉接接頭順延，其管道架空高度和長度以不影響施工并便于開啟逃生窗口為宜。 

    ⑦設置的云南800逃生管道應平整、干燥、順暢，不得作應急逃生以外用途。

⑧云南800逃生管道布設長度為100m。

云南800逃生管道案例：

目前在建的大理至麗江高速公路中，率先在施工中使用了云南800逃生管道（超高分子量聚乙烯管道），為隧道施工者增加了安全防護措施。請聽云南臺記者章婷、通訊員周鳳榮的報道：

在云南修公路，橋隧比例高，地質地理條件復雜，隧道施工是安全生產的重中之重。但是，和以往的施工相比，大麗高速公路的隧道施工者們卻多了一層安全防護。工人趙師傅告訴記者：云南800逃生管道，這是個好辦法，如果塌方，埋了，人就可以順著這個管子走。

 云南800逃生管道采用特殊工程塑料制成，內孔直徑為外徑為超高分子量聚乙烯mm，能承受2000多公斤的壓力，完全夠一個成年人從中爬行。云南800逃生管道設置在連接掌子面到二次襯砌的位置，隨著隧道的掘進，云南800逃生管道也在不斷的向前移動。一旦施工中出現坍塌，工人便可從云南800逃生管道中安全離開。這項技術的運用，能將隧道施工人員傷亡降低。省公路開發公司董事長 孫喬寶： 一般容易出問題的就是掘進和二層之間，我們在招標時就要求，準備60米長的管道，一旦從掌子面發生坍塌，埋下來，工作人員通過管道就可以出來。

后我由衷的希望，每一個隧道工程都能安全的進行，使我們國家更加繁榮昌盛。另外想要了解此類管道的朋友，我們熱忱歡迎各界朋友來我們公司參觀，指導。

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