逃生管道新型隧道逃生管道抱箍链接

 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是指粘均分子量在250万以上的线性结构聚乙烯（PE），由于其分子量极高，具有耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、自润滑等优异的综合性能，被称为“令人惊异的塑料”，但成型加工较为困难。近年来由于柱塞推压、单螺杆挤出等技术的突破，使UHMWPE管材得以实现了工业化连续生产。

超高分子量聚乙烯管特点：

一、耐磨性具塑料之冠，比尼龙66、聚四氟乙烯高4倍，是碳钢、不锈钢的7－10倍；

    二、冲击强度列通用工程塑料之首，为聚氯乙烯的20倍、的两倍、的五倍，且能在－196摄氏度下保持。无论是外力强冲击，还是内部压力波动都难以使其开裂，这是其它任何塑料没有的特性；

三、冲击能吸收值在所有塑料中 ，且具有消音性；

四、磨擦系数低，仅为0.07~0.11，故具有自润滑性。在水润滑条件下，其动磨擦系数比66和聚甲醛低一半。

五、不结垢、不粘附（抗粘附能力可与聚四氟乙烯媲美），因此流动阻力很小，可长期保持流速和流量不减。其内径设计可比钢管减小15%；

六、化学稳定性好，具有优良的耐化学药品性；

七、优良的憎水性，吸水率小於0.01%，仅为的1%；

八、优良的抗内压强度，耐环境应力开裂性、抗快速开裂性；

九、卫生、，可接触食品和药物；

十、良好的耐候性和抗老化性。超高分子量聚乙烯分子链中不饱和集团很少，且分子量大，本身就具有很好的稳定性。通过添加适当助剂更使得超高管材使用寿命大大超过普通聚乙烯管材。使用60年左右，超高管材仍可 保持70以上的机械性能；

十一、易连接、安装方便；

十二、经济效益高，超高管材的安装费用比传统材料低得多，加之耐腐蚀、耐磨损、耐候性等诸多因素综合比较，经济效益是钢管的4－6倍。

超高分子量聚乙烯管安装注意事项：

      一、地面上的超高分子量聚乙烯管应尽量避免与道路、铁路和航道交叉。在不能避免交叉时，交叉处跨越的高度也应能使行人和车船通过。地下的管道一般沿道路敷设，各种管道之间保持适当的距离，以便安装和维修。

    二、超高分子量聚乙烯管可能承受许多种外力的作用，包括本身的重量、流体作用在管端的推力、风雪载荷、土壤压力、热胀冷缩引起的热应力、振动载荷和地震灾害等。

      三、为了保证管道的强度和刚度，必须设置各种支(吊)架，如活动支架、固定支架、导向支架和弹簧支架等。支架的设置根据管道的直径、材质、管子壁厚和载荷等条件决定。固定支架用来分段控制管道的热伸长，使膨胀节均匀工作;导向支架使管子仅作轴向移动，为了排除凝结水，蒸汽和其他含水的气体管道应有一定的坡度，一般不小于千分之二。

      四、对于利用重力流动的地下排水管道，坡度不小于千分之五。蒸汽或其他含水的气体管道在 点设置排水管或疏水阀，某些气体管道还设有气水分离器，以便及时排去水液，防止管内产生水击和阻碍气体流动。给水或其他液体管道在 点设有排气装置，排除积存在管道内的空气或其他气体，以防止气阻造成运行失常。

     五、超高分子量聚乙烯管如不能自由地伸缩，就会产生巨大的附加应力。因此，在温度变化较大的管道和需要有自由位移的常温管道上，需要设置膨胀节，使管道的伸缩得到补偿而附加应力的影响。

超高分子量聚乙烯管道的应用领域：

冶金：矿浆、冶金废渣的输送。

热电：灰浆（大力冲灰）的输送。

石油：原油污水的输送。

煤炭矿业：原矿、尾矿、精矿等矿浆的输送；选矿厂、选煤厂洗选固液混合物；矿井填充；煤浆的输送。

疏浚行业：港口、江河、湖泊淤泥的输送。

盐业及盐化工：盐水、盐湖清淤、卤水的输送。

建筑：混料泵车的泥浆。

市政：下水污泥、城市河流、湖泊、淤泥、工地挖泥排送。

粮食：小麦、面粉、大米、谷物、大豆、玉米等磨损性强的颗粒物输送。

建材：沙石、水泥、石灰、耐火材料、被烧矿、矾土、石膏、混凝土的输送

随着我国铁路、公路及地铁等交通设施的大力建设，由于隧道工程可有效的缩短线路长度，隧道及地下工程的应用越来越广泛。据不完全统计，我国在建铁路项目的隧道比例已达 40%以上，特别是近年高速铁路及西南山区铁路的建设， 隧道工程比例逐步上升，部分铁路项目隧道比例已达到或超过 80%。隧道工程的逐年增加，长大、复杂地质隧道的逐年增多，隧道施工引发的重特大伤亡事故屡见报端，据 2009 年~2013 年统计隧道施工事故共发生 33 次，死亡人数 155 人，造成的财产损失不可估量。在这些隧道施工事故中隧道塌方关门事故占 1/3 以上，仅 2014 年隧道塌方关门事故就发生 6 次，共造成 62 名施工人员被困，其中有 53 名作业人员通过救援成功获救。因此隧道塌方关门是隧道施工中发生频率 、危害程度较大的事故类型，其不仅给施工单位造成巨大的经济损失，还会引起施工人员的伤亡。与其它瓦斯爆炸、有害气体等事故类型不同，隧道塌方关门事故有其自身的特点，一般情况下隧道塌方关门后，其塌方体与作业掌子面之间存在一定的空间可以满足施工人员在一定时间内的生存条件，若不再发生次生灾害、救援及时得当可避免或减少人员伤亡，降低财产损失。因此在隧道施工过程中除从勘测至施工中加强加深对塌方风险的认识及预判工作，进一步提高施工作业水平及机械化配套程度外，更重要的是加强塌方风险的应急预案设计及塌方逃生设施的配置，因此配置逃生设施作为塌方预设的救助设施就显得尤为重要。隧道施工逃生设施的配置及安装技术总结

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所谓管道逃生是指在隧道掌子面后方与掌子面之间设置一根管道，该管道在隧道发生塌方关门后仍能保证其不破坏，从而应急救援能力，赢得宝贵的救援时间，为作业人员提供逃生通道。为此铁道部 2010 年下发的《铁路隧道施工抢险救援指导意见》（铁建设【2010】88 号）中明确规定隧道施工时应在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩地段预先设置逃生管道。管道采用φ600～φ800mm 的承插钢管。但自 2010 年以来隧道工程发生的塌方关门事故中均未有效设置逃生管道，经长期现场考察发现其原因一方面是施工单位未引起足够的重视，另一方面是施工现场使用的钢管存在造价高、重量大、施工干扰多、接口多、不密封、耐腐蚀性差等缺点，施工时经常搁置在洞室外，关门塌方时不能起到应急逃生的作用，成为极大的隐患。针对我国目前隧道工程的逐年增多、地质复杂程度逐年增大，隧道关门塌方风险越来越高，研究既满足塌方逃生需要，造价又低、质量轻、施工干扰小的新型管道逃生设施是非常必要的。

目前，国内对塌方关门管道逃生设施及应用的研究较少，2010年铁道部《铁路隧道施工抢险救援指导意见》（铁建设【2010】88号）中要求隧道施工时应在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩地段预先设置逃生管道。管道采用φ600～φ800mm 的承插钢管，从衬砌工作面布置至距离开挖面 20m 以内的适当位置，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品。承插钢管纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将钢管冲脱。隧道坍塌抢险救援时，关键应做到及时为被困人员通风供氧和提供必需的生存食品，并尽快打通救援通道，使被困人员尽快脱离危险环境。逃生管道的设置符合逃生、救援需要。2012 年辽宁省交通规划设计院及华中科技大学等单位利用有限元模型对逃生钢管在冲击荷载下的边界条件及其动力响应进行了研究得出如下结论：

（1）管体自由度越大，对于消耗冲击能越有利；

（2）管体底部和侧边施加位移约束的模型偏于；

（3）垫层可在一定程度上缓解管体所受冲击力；

（4）在落石冲击作用下，逃生管仅顶部出现比落石直径略大的塑性区，其他部位未出现塑性区

（5）逃生管变形随着与端部距离的增大而减小；

（6）逃生管变形随着落石尺寸的增大而增大，随着逃生管壁厚的增大而减小。

2013年广东二广高速公路有限公司等单位对钢带PE波纹管和钢管在冲击荷载下的仿真模拟及现场试验研究，并得出钢带PE波纹管及钢管均能满足逃生管道的要求，但钢带PE波纹管具有造价低、质量轻及施工方便的优点。

综上所述：对于隧道管道逃生设施的研究呈现传统材料管材研究的多、新型管材研究的少，模拟试验研究多、现场试验研究少的特点，且上述研究均未考虑与隧道施工的干扰、隧道的断面型式，亦未系统研究管道逃生设施的配置及安装要求，因此系统研究塌方管道逃生设施的配置及安装是必要的。

    超 高分子量聚乙烯隧道逃生管道，是一种由乙 烯、丁二烯单体在催化剂作用下，聚合而成的平均分子量在250万以上的线型结构热塑性工程塑料。 世界上早由 美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化。 此后德国Hoechst公司、德国Her-cules公司、日本三井石油化学公司等也 投入工业化生产。我国于1964年早研制成功并投入工业生产。

  超高分子量聚乙烯隧道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。

●重量轻、仅为钢管重量的1/3左右，拆装和搬运方便。

●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极为可靠的保障。

●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，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。

隧道逃生管道优异性：

1、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，承压能力和抗环境破坏能力远远超过一般管道。

2、重量轻、仅为钢管重量的1/8左右，拆装和搬运方便。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极为可靠的保障。

3、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极为可靠的保障。

设置隧道逃生管的的意义：

逃生管系统使用简便，安装和移动所用时间短，设备简单易行，易于操作，投入不大，经济效益显著，从而有利于推广，更重要的是一旦出现隧道关门塌方事故，该系统可有效地挽救施工人员的生命，社会效益和经济效益巨大。

隧道逃生管对管材的要求：

1、要保证逃生管厚度不小于10mm

2、逃生管径不小于60cm

3、每节逃生管长度为1.5米—3米

4、逃生管可手动拆卸，连接牢固

5、逃生管尽量与隧道车（人）行横洞相连接，形成网状逃生通道。

6、对逃生通道设置不到位的，严禁开挖作业。

超高分子量聚乙烯隧道逃生通道的特性

1、超高分子量聚乙烯隧道逃生通道，材料成本低，为工程项目节约采购成本。   

2、超高分子量聚乙烯隧道逃生通道有很强的耐腐蚀能力，施工方简有速，使用寿命可达30-50年。  

3、超高分子量聚乙烯隧道逃生通道在低温条件下也具有良好的耐冲击性。  

4、超高分子量聚乙烯隧道逃生通道设计合理，安装方便。隧道逃生管道端口配制连接部件，起吊挂圈。隧道逃生管道安装、起吊、方便。

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道应用：

    ① 超高分子量聚乙烯逃生管道所用管材采用φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管节长度为15m，壁厚30mm，管节间可采用直径大于逃生管道直径的套管连 接，每端连接1m,采用橡胶圈或木楔临时固定。为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接头的牢固，并经试验室具体试验 后，方可用于隧道中。

    ②施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头。

    ③超高分子量聚乙烯逃生管道经加工使用，结合材质及现场实际情况分别进行加工，连接简单、牢固、紧密可靠，且在地面做好临时固定措施，施工时管口可加临时封盖，并易于打开和封闭。

    ④ 超高分子量聚乙烯逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，设置起点为 施作好的二衬端头处，距二衬端头距离不得大于5米，从衬砌工作面布 置至距离开挖面20m以内的适当位置，超高分子量聚乙烯逃生管道沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品， 承插超高分子量聚乙烯管道纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将超高分子量聚乙烯管道冲脱。

    ⑤超高分子量聚乙烯逃生管道在二衬台车移动就位过程中，临时拆移时应逐节拆除，严禁一次拆除到位，以随时确保逃生管道的效用。

    ⑥超高分子量聚乙烯逃生管道在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，安装135°转接接头顺延，其管道架空高度和长度以不影响施工并便于开启逃生窗口为宜。

⑦设置的超高分子量聚乙烯逃生管道应平整、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。