要滿(mǎn)足隧道施工安全逃生的需要,一般管材是做不到的,它很考驗(yàn)管材的技術(shù)指標(biāo)與質(zhì)量要求,為什么超高分子聚乙烯管能達(dá)到要求呢?
隧道逃生超高分子量聚乙烯管道具有優(yōu)異的綜合性能,具有其他工程塑料無(wú)可比擬的耐沖擊性、抗壓性、耐磨損、抗老化、輕質(zhì)性,且耐化學(xué)腐蝕,具備這些條件,超高分子管材輕松勝任安全隧道施工的要求。
1.耐沖擊性。
耐沖擊是逃生管道,超高分子逃生管道的一個(gè)重要特性。他的沖擊強(qiáng)度非常高,比以耐用沖擊著稱(chēng)的聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度還高3--5倍,其沖擊強(qiáng)度隨分子量的增加提高。當(dāng)分子量達(dá)到260萬(wàn)時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)到高值,以后隨著分子量增加沖擊強(qiáng)度有所降低。
2.沖擊能吸收性。
逃生管道,超高分子逃生管道還具有優(yōu)異的沖擊能吸收性,沖能吸收值在所有塑料中高,因而,噪音阻尼行很好,具有優(yōu)良的消音效果。
3.優(yōu)良的抗內(nèi)壓強(qiáng)度,逃生管道,超高分子逃生管道耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)類(lèi)性,抗快速開(kāi)裂性。
4.超高分子量聚乙烯隧道逃生管道材料重量輕,拆裝和搬運(yùn)方便;
5.超高分子量聚乙烯隧道逃生管道韌性好,受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形,吸收大量沖擊能量,然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀。
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隧道逃生管薄厚徑設(shè)計(jì)
薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過(guò)程中,結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小,變形以沖擊點(diǎn)局部凹陷為主。
根據(jù)Hertxz接觸力學(xué)理論,采用Thornton假設(shè),設(shè)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(chǔ)上,圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值△與側(cè)向載荷 P之間的關(guān)系,則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值,為圓管材料的屈服應(yīng)力;H為圓管的厚;D為圓管的直徑。
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(lái)越小。當(dāng)塊石下落高度h=7m時(shí)、壁厚H=24mm時(shí),隧道逃生管的凹陷變形值Δ=0.048m,約為圓 管直徑的8%;當(dāng)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),隧道逃生管變形凹陷后,管內(nèi)的通行 空間為588mm,滿(mǎn)足人體工程學(xué)要求,人能安全通過(guò)應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí),變形值增大,可能不安全%當(dāng)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(yùn)困難。 因此,設(shè)計(jì)中取隧道逃生管壁厚為24mm是適宜的。
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隧道逃生管應(yīng)用:
①逃生管道所用管材采用φ800mm的,管節(jié)長(zhǎng)度為3m,壁厚30mm,管節(jié)間可采用直徑大于逃生管道直徑的套管連接,每端連接1m,采用橡膠圈或木楔臨時(shí)固定。為保證管道承受坍塌體的壓力,對(duì)采用的材質(zhì)管材,必須確保其承壓能力和連接頭的牢固,并經(jīng)試驗(yàn)室具體試驗(yàn)后,方可用于隧道中。
②施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)隧道圍巖、掘進(jìn)開(kāi)挖方式等情況備足管道和連接材料,除整節(jié)管道外,應(yīng)同時(shí)備足1米、2米、3米短節(jié)管道、轉(zhuǎn)接接頭。
③逃生管道經(jīng)加工使用,結(jié)合材質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分別進(jìn)行加工,連接簡(jiǎn)單、牢固、緊密可靠,且在地面做好臨時(shí)固定措施,施工時(shí)管口可加臨時(shí)封蓋,并易于打開(kāi)和封閉。
④逃生管道采用φ800mm的承插,設(shè)置起點(diǎn)為最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(kāi)挖面20m以?xún)?nèi)的適當(dāng)位置,逃生管道沿著初期支護(hù)的一側(cè)向掌子面鋪設(shè),管內(nèi)預(yù)留工作繩,方便逃生、搶險(xiǎn)、聯(lián)絡(luò)和傳輸各種物品,承插縱向連接可采用鏈條等措施,防止坍塌時(shí)將超高分子量聚乙烯管道沖脫。
⑤超逃生管道在二襯臺(tái)車(chē)移動(dòng)就位過(guò)程中,臨時(shí)拆移時(shí)應(yīng)逐節(jié)拆除,嚴(yán)禁一次拆除到位,以隨時(shí)確保逃生管道的效用。
⑥逃生管道在經(jīng)過(guò)掘進(jìn)臺(tái)階時(shí),應(yīng)按順延臺(tái)階布置,安裝135°轉(zhuǎn)接接頭順延,其管道架空高度和長(zhǎng)度以不影響施工并便于開(kāi)啟逃生窗口為宜。
⑦逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢,不得作應(yīng)急逃生以外用途。
1、高耐磨性 超高分子量聚的分子量(300萬(wàn)-600萬(wàn))決定了其摩擦系數(shù)小,有很好的耐磨性能,使得隧道逃生管道材的耐磨性比鋼管、不銹鋼管高4-7倍。且內(nèi)壁光滑不會(huì)造成二次傷害,不宜結(jié)垢,長(zhǎng)期放置安全衛(wèi)生。
2、高分子量聚輸送管道的抗拉強(qiáng)度是PE80的2.5倍、PEl00的2倍,同時(shí)它的抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂能力是P引00的1倍以上,而耐疲勞性是PEl00的30倍以上。
3、抗腐蝕性 隧道逃生管道具有優(yōu)良的耐化學(xué)性,除強(qiáng)氧化性酸液外,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能適應(yīng)各種腐蝕性介質(zhì),物理性能基本沒(méi)有任何改變。
4、耐低溫性 耐低溫性能優(yōu)異,其耐沖擊性、耐磨性在零下269攝氏度時(shí)基本不變。
5、阻燃性 隧道逃生管道在制作時(shí)添加了阻燃材料,用于防火環(huán)境,加入阻燃劑改性,特殊加工工藝制造,克服超高分子量聚本身可燃性,具有阻燃性能。
6、消音性 隧道逃生管道抗沖擊能力極強(qiáng),能很好的消除噪音。
7、衛(wèi)生、無(wú)毒,不霉變,不滋生細(xì)菌、衛(wèi)生符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo),可接觸食品和藥物。
8、重量輕、安裝方便 管道單位管長(zhǎng)比重僅為鋼管重量的六分之一,使裝卸、運(yùn)輸、安裝更為方便。
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