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逃生管连接部件设计

用于公路隧道施工中的 --逃生管在符合人体工程学原理、兼顾牢固性的同时，还需满足公路隧道施工应急救援功能性要求，连接方式简单、拆装方便。因此，对应急救援通道采用抱箍连接，

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，相关人员方便在救援通道中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一根攀爬绳。

本着拆装方便的原则，公路 --逃生管与管道之间的连接方式为柔性连接。故在安装施工组织中较为方便，当安装时，只需将两管对接，用铁链将两管端头的链条连接并拉紧扣牢即可。其中，链条端配有挂钩，U型卡与链扣相连，链条长度可根据扣紧程度由挂钩扣在U型卡上的位置自由调节。

逃生管可靠性验证

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试验目的

通过将尺寸规格相近的 --逃生管与钢管分别进行抗冲击试验，论证 --逃生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、 --逃生管（分子量约为250万），规格为Φ800×30mm，屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

较低的安装费用

强度和柔韧性的结合(拉伸伸长率>250%)意味着在湿地和困难的土地上不需要混凝土基座，高强度和灵活性可以提供更大的保护，防止地面沉降、地震或其他意外移动造成的破坏，管道可以直接铺设在海底上。

极高抗冲击性

高分子管是所有塑料中抗冲击性能较高的。高分子管广泛应用于防弹背心和防弹头盔的生产。由于它的强度和表面粗糙度/润滑性能，近年来在髋关节置换领域得到了广泛的应用。

环境友好型

基材是无色、无味、无毒的低碳生产工艺.高分子管生产工艺只产生相当于钢管当量的二氧化碳排放量的15%，不排放废水、废气和废渣，任何颜色都不能涂漆。

低温电阻

当分子量超过50万时，HDPE的脆性温度降至-140℃，但即使在液氮作用下，高分子管E的使用温度仍低于-269℃，且仍有一定的机械强度。

健康无毒

高分子管无味，无毒，无味.

重量轻

高分子管的相对密度为钢的1/8，使浮置量减少到原来的3/4。

隧道用逃生管道

高分子管是一种新型工程热塑性塑料，粘均分子量在300万以上.

高分子管材具有极高的耐磨性、耐冲击性、抗内压强度、抗环境应力开裂、内在自润滑、抗粘着、耐低温、耐化学等优良性能。广泛应用于冶金矿山、电力、石油、天然气、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气等行业。

中雄管业生产优质DN800逃生管道韧性好、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，迅速恢复原形。逃生管道型号：DN800符合人体力学设计，适应隧道施工塌方应急逃生可靠性。

逃生管道的设计及参数

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超高分子*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=611kg。

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。