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据2004年~2007年隧道施工事故资料初步统计,我国共发生39起(公路、铁路)隧道施工事故。由于地质条件的多样性和复杂性,公路隧道施工事故发生率比其他岩土工程高且严重,事故统计如图1所示:
在公路隧道施工事故中,坍塌事故占54%,为主要事故形态,是公路隧道施工的头号大敌,其高发性和高危险性严重威胁着工程,甚至给与人民的生命财产造成重大损失 。
因此,对公路隧道施工坍塌应急救援技术进行研究,将能有效减少公路隧道施工坍塌事故的人员伤亡和财产损失,对提高公路隧道建设的性具 有重要的现实意义。 然而,现行公路隧道施工中所用的坍塌逃生应急救援通道为钢管,质量大,较为笨重,拆装和搬运不便,使用效率不高。同时,在公路隧道逃生管道应急救援管道的选取方面,管道需要具备高抗冲击性、高耐压性以及高耐磨性等优良性能。
通过对逃生管道进行抗冲击试 验和耐压试验,论证了管用于公路隧道施工应急救援通道的可行性。 同时,还从人体工程学的角度,对新型应急救援通道的结构尺寸进行了优化。
应急逃生管试验要求及方法
隧道逃生管道受到冲击后,石块被弹出,管道几乎没有受到损伤,耐冲击性能良好;钢管在受到冲击后,管道被砸扁,发生形变。从结果中可以看出,隧道逃生管道抗冲击性能ji高,外力冲击不能使其破裂。而且,其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能,受到大石块冲击的过程中,能够吸收大部分的冲击能,减少对管道的损坏。钢管抗冲击性能不如隧道逃生管道,且其在受到石块砸击之后发生形变,难以恢复。
应急逃生管
首次采用隧道逃生管道对公路隧道施工应急救援通道进行了设计。 同时,隧道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。 zui后,通过对隧道逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验,验证了隧道逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。
逃生管道优异性
逃生管道具有优异的综合性能,具有 其他工程塑料无可比拟的耐冲击性、抗压性、耐磨损、抗老化、轻质性,且耐化学腐蚀、卫生、不易 粘附,在国外被称为“神奇的塑料”。因此,其在机械、交通运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工等领域,具有广泛的引用前景。
逃生管道重量轻、仅为钢管重量的1/8左右,拆装和搬运方便。
逃生管道管道韧性好、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,然后迅速恢复原来形状,为公路隧道施工逃生应急救援提供了ji为可靠的保障。
逃生管道管道环刚度高、耐压性好、不易变形,在公路隧道施工中发生坍塌时,承压能力和抗环境损坏能力远远超过一般管道。
逃生管道结构尺寸设计
根据应用人体测量学的先驱美国专家阿尔文·R·蒂利对人体测量学的研究成果可知,人在爬行移动时,较舒适的情况下爬行高度为800mm,爬行长度为1520mm,
阿尔文·R·蒂利指出,在全身进入式上下通行的圆形洞口底部出入口爬行通过时,圆管的小直径为585mm。 因此,公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥585mm,才能保证人体的正常通过。 同时,考虑到公路隧道施工现场的实际情况,应急救援通道的外径不宜过大,否则对施工的影响较大,故取管道的外径为800mm。