超高分子量聚乙烯逃生管材料重量轻拆装和搬运方便;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安全可靠的保障;管道环刚度高、耐压性好、通过将尺寸规格相近的逃生管与钢管分别进行抗冲击试验,论证超高管应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。
一、试验材料:
1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管,规格为Φ620×10。 屈服强度σ1=215GPa,弹性模量弹性模量E1=210MPa;泊松比ν1=0.25。
2、隧道逃生管道,规格为Φ800×30 , 屈服强度σ1=3.7GPa,弹性模量E1=700MPa;泊松比ν1=0.42。
二、试验要求及方法:
采用尺寸规格相近的钢管与隧道逃生管道从距圆管顶部的高度H为10m的地方将重物自由释放,进行冲击对比试验,验证隧道逃生管道的可靠性。
1、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E=40MPa;泊松比:ν1=0.2;%密度ρ1=2500kg/m3 ;岩块重 W=400kg。
2、圆管垫层为平整放置的砂袋,垫层厚250mm,宽800mm。
用于隧道施工逃生的薄壁圆管自由放置于平整垫层上,当受到落石冲击荷载作用时,圆管底部主要受垫层竖向和横向摩擦约束作用。冲击试件离圆管顶部距离主要取决于隧道断 面的开挖高度,本实验取隧道中心顶部到圆管顶部 的高度的极限值 H为10m,将块石自由释放,分别对隧道逃生管道和钢管进行冲击。实验结果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,发生性形变。
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。同时,新型应急救援通道的结构尺寸符合人体工程学原理,结构 简单,拆装方便。***后,通过对逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验,验证了逃生管道应用于隧道施工应急救援的可靠性。
超高分子量聚乙烯逃生管特性:
一、耐磨性具塑料之冠,比尼龙66(66)、PTFE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较好,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,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、无毒,可接触食品和药物;
十、良好的耐候性和抗老化性。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。
十一、易连接、安装方便;
十二、经济效益高,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。