【高分子逃生管道】逃生管专注品质

采用新材料逃生管道对公路隧道施工应急救援通道进行了设计。 同时，新材料逃生管道的结构尺寸符合人体工程学原理，结构 简单，拆装方便。 后，通过对新材料逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了新材料逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。

逃生管道优越性能：

1、高的耐磨性，UHMW-PE制品的独分子结构，使它具有高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的合金钢6.6倍，不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17.9倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，年磨损率平均值 0．58㎜ ,大幅度提高了管道的使用寿命。

2、高的耐冲击性，在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值高，许多材料在严重或反复炸的冲击中会裂纹、损、碎或表面应力疲劳。本产品按GB1843标准，

3、优良的化学稳定性，本产品可以耐烈性化学物质的侵蚀，除对某些强酸在高温下有轻腐蚀外，在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用，在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。

4、表面非附着性，本品由于摩擦系数小和无性，因此具有很好的表面非附着性。现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，本品则不结垢，这一性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。

5、耐环境应力开裂性优， 抗环境应力开裂>4000h ;弹性模量是PE100的1.5倍以上； 抗疲劳强度>50万次。

6、其他性，本品还有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力、不吸水、比重轻。容易机械加工、可着色等突出性。

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。