隧道应急逃生管与钢管的可靠性验证
通过将尺寸规格相近的隧道应急逃生管与钢管分别进行抗冲击试验,论证新材料应用于公路隧道坍塌逃生应急救援的可行性。
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。
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。
隧道应急逃生管道的应用:
1、所用管材采用φ800mm的新型材料管道,管节长度为12m,壁厚30mm,管节间可采用直径大于逃生管道直径的金属带孔抱箍连接,22mm宽,采用螺栓临时固定。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、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、采用φ800mm的新型管道,设置起点为新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,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,承插逃生管道纵向连接可采用链条等措施,防止坍塌时将管道冲脱。
5、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,以随时确保隧道逃生管道的效用。
6、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、设置应平整、干燥、顺畅,不得作应急逃生以外用途。
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