超高分子量聚乙烯受到強(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，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道為 公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為可靠的保障；管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) 一般管道。交通部門(mén)采用新材料（超高分子量聚乙烯）對(duì)公路 隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，超高分子量聚乙烯應(yīng)急救援通道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工 程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。 ，通過(guò)對(duì)超高分子量聚乙烯逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

針對(duì)公路隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況，首次采用新材料（超高分子量聚乙烯材料）對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。結(jié)合人體工程學(xué)原理，根據(jù)Hertz接觸力學(xué)理論，采用Thonroton假設(shè)，對(duì)超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)通道的連接方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 ，通過(guò)抗沖擊性試驗(yàn)，對(duì)超高分子量聚乙烯通道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，超高分子量聚乙烯通道結(jié)構(gòu)尺寸合理，可靠，可應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援。

    截至2008年底，我國(guó)公路隧道總數(shù)已達(dá)5426座，共319×104km，然而，我國(guó)公路隧道建設(shè)起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá) 相比，相關(guān)技術(shù)水平仍較低， 加之公路隧道跨度大、施工工藝復(fù)雜、地形多變等特點(diǎn)，導(dǎo)致公路隧道建設(shè)過(guò)程中還存在諸多技術(shù)問(wèn)題。 盡管隨著我國(guó)公路隧道新奧法施工技術(shù)的日益成熟，穿越 復(fù)雜地質(zhì)條件隧道的相關(guān)設(shè)計(jì)理論和修筑工藝取得了一定的成果，但在隧道建設(shè)中塌方事故卻屢屢發(fā)生，施工問(wèn)題異常嚴(yán)峻。

    超 高分子量聚乙烯隧道逃生管道，是一種由乙 烯、丁二烯單體在催化劑作用下，聚合而成的平均分子量在250萬(wàn)以上的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)熱塑性工程塑料。 世界上早由 美國(guó)Allied Chemical公司于1957年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 此后德國(guó)Hoechst公司、德國(guó)Her-cules公司、日本三井石油化學(xué)公司等也 投入工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)于1964年早研制成功并投入工業(yè)生產(chǎn)。

 超高分子量聚乙烯隧道逃生管道具有優(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、衛(wèi)生、不 易 粘附，在國(guó)外被稱(chēng)為“神奇的塑料”。因此，其在機(jī)械、交通運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域，具有廣泛的引用前景。

●重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運(yùn)方便。

●管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，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，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為可靠的保障。

●管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道。

根據(jù)應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)的先驅(qū)美國(guó)專(zhuān)家阿爾文·R·蒂利對(duì)人體測(cè)量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動(dòng)時(shí)，較舒適的情況下爬行高度為800mm，爬行長(zhǎng)度為1520mm，如圖2所示。

 超高分子量聚乙烯隧道逃生管道

      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(guò)時(shí)，圓管的小直徑為650mm。 因此，公路隧道施工超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥650mm，才能保證人體的正常通過(guò)。同時(shí)，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的外徑不宜過(guò)大，否則對(duì)施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的外徑為800mm。

超優(yōu)質(zhì)逃生管道,隧道逃生管道,輕質(zhì)超高分子量聚乙烯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。

 超高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），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=611kg。

高分子量聚乙烯隧道逃生管應(yīng)用

     ①超高分子量聚乙烯隧道逃生管道所用管材采用Φ800mm的超高分子量聚乙烯管道，管節(jié)長(zhǎng)度為3m，壁厚30mm，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道可采用環(huán)型抱箍連接、鋼制搭接鎖扣連接，U型卡鏈扣連接，每端連接10mm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超高分子量聚乙烯隧道逃生管道經(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超高分子量聚乙烯隧道逃生管道采用φ800mm的承插超高分子量聚乙烯管道，設(shè)置起點(diǎn)為 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，超高分子量聚乙烯隧道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，承插超高分子量聚乙烯管道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超高分子量聚乙烯隧道逃生管道在二襯臺(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超高分子量聚乙烯隧道逃生管道在經(jīng)過(guò)掘進(jìn)臺(tái)階時(shí)，應(yīng)按順延臺(tái)階布置，安裝30°鋼制過(guò)渡彎頭順延，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設(shè)置的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道應(yīng)平整、干燥、順暢，不得作應(yīng)急逃生以外用途。

    ⑧超高分子量聚乙烯隧道逃生管道布設(shè)長(zhǎng)度為100m。

中交四航局云桂鐵路項(xiàng)目部（鄭州合縱新材云桂鐵路項(xiàng)目二分部那莫一號(hào)供應(yīng)公路隧道逃生管道 ）中鐵隧道局云桂鐵路項(xiàng)目部（鄭州合縱新材為云桂鐵路項(xiàng)目三分部供應(yīng)公路隧道逃生管道 ）中鐵十局云桂鐵路項(xiàng)目部（鄭州合縱新材為云桂鐵路項(xiàng)目供應(yīng) 公路隧道應(yīng)急管道）。9.在醫(yī)學(xué)方面，用于牙托材料，醫(yī)用移植物和整形縫合等領(lǐng)域，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性，不會(huì)引起過(guò)敏，已作臨床應(yīng)用。還用于醫(yī)用手套和其他措施等方面。 [4]。

4 管道的不足管道提供了從一種進(jìn)程向另一種進(jìn)程傳輸數(shù)據(jù)的有效方法，但是，管道還是存在一些不足:①因?yàn)樽x數(shù)據(jù)的同時(shí)也將數(shù)據(jù)從管道移去，因此管道不能用來(lái)對(duì)多個(gè)接受者廣播數(shù)據(jù)。②如果一個(gè)管道有多個(gè)讀進(jìn)程，那么寫(xiě)進(jìn)程不能發(fā)送數(shù)據(jù)到的讀進(jìn)程。同樣，如果有多個(gè)寫(xiě)進(jìn)程，那么沒(méi)有方法來(lái)判別是它們中的哪一個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)。二氧化硅，三氧化二鋁，二硫化鉬，炭黑等對(duì)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）進(jìn)行填充改性，可使表面硬度，剛度，蠕，彎曲強(qiáng)度，熱變形溫度得以較好地改善。滑石粉云母玻璃纖維填充采用玻璃珠用偶聯(lián)劑處理后，效果更加明顯。如填充處理后的玻璃珠，可使熱變形溫度提高30℃。

隧道逃生管系統(tǒng)介紹：
   一種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)，在離施工隧道的開(kāi)挖掌子面一定距離的位置設(shè)置棚架，棚架與逃生管道的一端連接；通常距離開(kāi)挖掌子面不大于26米，臺(tái)階法施工時(shí)不大于21米。逃生管道的另一端靠近施工隧道的二級(jí)襯砌段。本實(shí)用新型提供的一種隧道施工事故中管道逃生系統(tǒng)。隧道逃生管對(duì)管材的要求：

   1.要保證隧道全逃生管厚度不小于10mm

   2.隧道全逃生管徑不小于60cm

   3.每節(jié)管長(zhǎng)宜為1.5米——2米

   4.逃生管可手動(dòng)拆卸，連接牢固，

   5.隧道全逃生管盡量與隧道車(chē)（人）行橫洞相連接，形成網(wǎng)狀逃生通道。

   6.對(duì)隧道全逃生管設(shè)置不到位的，嚴(yán)禁開(kāi)挖作業(yè)。