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逃生管道薄厚径设计

       薄壁圆管在受到隧道顶部大能量块石侧向冲击的过程中，结构下半部分的整体弯曲变形较小，变形以冲击点局部凹陷为主。

       根据Hertxz接触力学理论，采用Thornton假设，设材料具有理想弹塑性，则两接触物体之间的接触压力，在能量分析的基础上，圆管受到侧向冲击时局部凹陷值△与侧向载荷 P之间的关系，则可推出圆管受到侧向冲击时局部凹陷值，为圆管材料的屈服应力；Ｈ为圆管的厚；Ｄ为圆管的直径。

逃生管道

       逃生管道（分子量约为250万），规格为Φ800*30其主要参数取值为：屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42； 密度：ρ1=950kg/m3 。

       冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.67m，岩体参数取值为：弹性模量 E2=40GPa， 泊松比ν2=0.2 ，密度ρ2=2500kg/m3。 岩块重量 W=400kg。

       取隧道中心及边顶部到圆管顶部的高度的ji限值H为7m和5m,将块石自由释放，分别对逃生管道和钢管进行冲击，此时可根据能量守恒定律计算出岩块下落速度，分别为v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圆管壁厚H进行计算，不同壁厚尺寸的圆管冲击变形值得计算结果。

       随着圆管壁厚的增加，块石下落引起的圆管凹陷变形值越来越小。当块石下落高度ｈ＝7ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，逃生管道的凹陷变形值Δ＝0.048m，约为圆 管直径的8%；当下落高度h＝5ｍ时、壁厚Ｈ＝24mm时，凹陷变形值 Δ＝0.038m，变形值更小。此时，逃生管道变形凹陷后，管内的通行空间为740mm，满足人体工程学要求，人能通过应急通道。当壁厚较小时，变形值增大，可能不%当壁厚更大时，尽管性增加，但管材重量 也随之增加，致使成本上升，搬运困难。因此，设计中取逃生管道壁厚为26mm是适宜的。

       隧道逃生管耐冲击实验 在隧道逃生领域，以往传统的逃生管材质是钢管，但是钢管的抗冲击性能差，在抗冲击性能测试中，钢管和新材料逃生管相比，当受到剧烈撞击之后，钢管发生了严重变形，但是新材料逃生管受到冲击后，石块被弹出，管道几乎没有受到损伤，耐冲击性能良好，其次和钢管相比，新材料逃生管重量轻，便于输送和安装，而且价格适中，综合性价比高。

隧道逃生管的优势所在：

隧道逃生管，新材料逃生管为公路隧道施工逃生应急救援提供了ji为可靠的保障。

1. 管道韧性好、抗冲击强度高

隧道逃生管，新材料逃生管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；

2. 材料重量轻

隧道逃生管，新材料逃生管拆装和搬运方便，在隧道狭小空间可无需机械设备帮助下进行移动。重量轻,拆装和搬运方便；

3. 管道环刚度高

耐压性好、不易变形，隧道逃生管，新材料逃生管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。    

       针对公路隧道施工坍塌事故多发的情况，首次采用新材料（材料）对公路隧道施工应急救援通道进行了设计研究。结合人体工程学原理，根据Hertz接触力学理论，采用Thonroton假设，对新型逃生管道的结构尺寸进行了优化，并对通道的连接方式进行了设计，通过抗冲击性试验，对逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性进行了验证。试验结果表明，通道结构尺寸合理，可靠，可应用于公路隧道施工应急救援。

       截至2008年底，我国公路隧道总数已达5426座，共319×104km，然而，我国公路隧道建设起步较晚，与国外发达相比，相关技术水平仍较低，加之公路隧道跨度大、施工工艺复杂、地形多变等特点，导致公路隧道建设过程中还存在诸多技术问题。 尽管随着我国公路隧道新奥法施工技术的日益成熟，穿越复杂地质条件隧道的相关设计理论和修筑工艺取得了一定的成果，但在隧道建设中塌方事故却屡屡发生，施工问题异常严峻。