隧道逃生管道口徑多大適合人體爬行

公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常 通過。 同時(shí)，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，應(yīng)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800mm。

根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的美國*專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動時(shí)，較舒適的情況下爬行高度為800mm，爬行長度為1520m。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時(shí)，圓管的小直徑為585mm。 因此，

昆明逃生管廠家薄厚徑設(shè)計(jì)：隧道逃生管道口徑多大適合人體爬行

 薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過程中，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。 逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)取值為：屈服強(qiáng)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(shù)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，分別對逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道和鋼管進(jìn)行沖擊，此時(shí)可根據(jù)能量守恒定律計(jì)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(jìn)行計(jì)算，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計(jì)算結(jié)中可以看出，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(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道的凹陷變形值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)，逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道變形凹陷后，管內(nèi)的通行 空間為588mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能安全通過應(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)中取逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道壁厚為24mm以上是適宜的。

逃生管廠家可靠性驗(yàn)證

通過將尺寸規(guī)格相近的逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道與鋼管分別進(jìn)行抗沖擊試驗(yàn)，論證超高管應(yīng)用于公路隧道坍塌逃生應(yīng)急救援的可行性。

試驗(yàn)材料

1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，規(guī)格為Φ620×10。 屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2、逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800×30 , 屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗(yàn)要求及方法

采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通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(yàn)，驗(yàn)證逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道的可靠性。

 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(shù)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800mm。

    用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時(shí)，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(shí)驗(yàn)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，分別對逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道受到?jīng)_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?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生*性形變。

    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(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守 恒定律求出， Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道和鋼管所受沖擊力和變形量。

    從結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時(shí)，逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道抗沖擊性能*，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逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生*性形變，難以恢復(fù)。

結(jié)論

*采用逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡單，拆裝方便。 通過對逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了逃生通道-鐵路隧道應(yīng)急逃生通道應(yīng)用于公路隧

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