新型高分子聚乙烯隧道逃生管道优越性能

隧道逃生管道具有优异的综合性能，主要有以下几点：

1、重量轻、仅为钢管重量的1/3左右，拆装和搬运方便。

2、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，为隧道施工逃生应急救援提供了为可靠的保障。

3、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。

4、安装方便，隧道逃生管采用管箍连接拆装方便。

5、可重复使用，由于逃生管道采用高分子量聚乙烯材料，该材料具有很好的抗老化性能、脆化性能慢，所以其管道理论寿命在100年以上。

隧道逃生管道结构尺寸设计 
      根据应用人体测量学的先驱美国专家阿尔文R蒂利对人体测量学的研究成果可知，人在爬行移动时，较舒适的情况下爬行高度为800mm， 因此，公路隧道施工新型应急救援通道的内径必须≥800mm，才能保证人体的正常通过。 同时，考虑到公路隧道施工现场的实际情况，应急救援通道的外径不宜过大，否则对施工的影响较大，故取高分子量聚乙烯管道的外径为800mm。

DN800逃生管道（分子量约为250万），规格为Φ高分子量聚乙烯*30mm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=611kg。

取隧道中心及边顶部到圆管顶部的高度的限值H为7m和5m,将块石自由释放，分别对DN800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，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，DN800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，DN800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，人能通过应急管道。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DN800逃生管道壁厚为30mm是适宜的。