800隧道施工通道新設備

800隧道施工通道新設備

針對公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，*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(wàn)以上的線(xiàn)型結構熱塑性工程塑料。）對公路隧道施工應急救援通道進(jìn)行了設計研究。結合人體工程學(xué)原理，根據Hertz接觸力學(xué)理論，采用Thonroton假設，對新型云南隧道逃生管道的結構尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對通道的連接方式進(jìn)行了設計。通過(guò)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(jìn)行驗證。800隧道施工通道新設備

通過(guò)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.隧道逃生管道（新型材料）結構尺寸設計 

      根據應用人體測量學(xué)的美國*專(zhuān)家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動(dòng)時(shí)，較舒適的情況下爬行高度為超高分子量聚乙烯800mm，爬行長(cháng)度為1520mm，   阿爾文·R·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過(guò)時(shí)，圓管的zui小直徑為685mm。 因此，公路隧道施工新型應急救援通道的內徑必須≥685mm，才能保證人體的正常 通過(guò)。 同時(shí)，考慮到公路隧道施工現場(chǎng)的實(shí)際情況，應急救援通道的外徑不宜過(guò)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736mm。

2.新型云南隧道逃生管道薄厚徑設計 

       取不同圓管壁厚H進(jìn)行計算，隨著(zhù)圓管壁厚的增加，塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來(lái)越小。當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，云南隧道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(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時(shí)，云南隧道逃生管道變形凹陷后，管內的通行空間為740mm，滿(mǎn)足人體工程學(xué)要求，人能安全通過(guò)應急通道。當壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不安全，當壁厚更大時(shí)，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，設計中取云南隧道逃生管道壁厚為30mm是適宜的。 

3.隧道逃生管道連接部件設計 

    用于公路隧道施工中的云南隧道逃生管道在符合人體工程學(xué)原理、兼顧牢固性的同時(shí)，還需滿(mǎn)足公路隧道施工應急救援功能性要求，連接方式簡(jiǎn)單、拆裝方便。因此，對應急救援通道進(jìn)行了如下結構設計。 
        本著(zhù)拆裝方便的原則，公路云南隧道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*安裝時(shí)，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(cháng)度可根據扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環(huán)上的位置 自由調節。

4.云南隧道逃生管道可靠性驗證

試驗目的 
    通過(guò)將尺寸規格相近的云南隧道逃生管道與鋼管分別進(jìn)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、隧道逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），規格為Φ超高分子量聚乙烯800×30mm，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隧道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(jìn)行沖擊對比試驗，驗證云南隧道逃生管道的可靠性。
    本實(shí)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，分別對云南隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗結果云南隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒(méi)有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生形變。
   

認證結論：

由于云南隧道逃生管道（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(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復原來(lái)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(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過(guò)一般管道，包括鋼管，那么我們來(lái)看看他的*性和應用范圍。

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知識擴展

6月7日，記者從省*了解到，湖北荊新一級路沈集收費站ETC車(chē)道與收費站同步開(kāi)通，湖北省普通收費公路ETC車(chē)道已達7條。

　　省*相關(guān)人士介紹，為提升湖北省公路網(wǎng)通行效率和服務(wù)水平，讓出行車(chē)輛快捷通行，我省開(kāi)始在普通收費公路推廣電子不停車(chē)（ETC）技術(shù)應用，在具備條件的普通公路收費站推廣應用ETC。按照要求，普通收費公路原則上應在雙向各建設不少于一條ETC車(chē)道；一主兩副城市周邊，進(jìn)出城市的普通收費公路通道，及其他車(chē)輛量較大的普通收費公路收費站，雙向各建設兩條ETC車(chē)道。

　　目前，湖北省機場(chǎng)一通道、黃石長(cháng)江公路大橋、鄂黃長(cháng)江公路大橋、當枝一級路金沙收費站、萬(wàn)云一級路石林收費站、荊松一級路松滋收費站，荊新一級路沈集收費站等五路二橋也建設開(kāi)通了ETC車(chē)道，且都與高速ETC系統互聯(lián)互通，進(jìn)一步減少擁堵，方便快捷通行。