超高分子量聚乙烯逃生管材料重量輕拆裝和搬運方便；管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形；管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，同時，新型應(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)簡單，拆裝方便。
超高分子量聚乙烯逃生管優(yōu)異性：
1、重量輕、同規(guī)格下重量僅為鋼管重量的1/8，拆裝和搬運方便。
2、管道韌性好、抗沖擊強度高，受到強外力沖擊時瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來形狀，為公路隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為可靠的保障。
3、管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在隧道施工中發(fā)生坍塌時，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠遠超過一般管道。
4、耐磨損、抗老化，可長時間重復(fù)使用。
超高分子量聚乙烯逃生管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計：
根據(jù)應(yīng)用人體測量學(xué)的先驅(qū)美國家阿爾文·R·蒂利對人體測量學(xué)的研究成果可知，人在爬行移動時，較舒適的情況下爬行高度為800mm，爬行長度為1520mm，如圖2所示。
阿爾文·R·蒂利指出，在全身進入式上下通行的圓形洞口底部出入口爬行通過時，圓管的zui小直徑為585mm。 因此，公路隧道施工新型應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才能保證人體的正常通過。
同時，考慮到公路隧道施工現(xiàn)場的實際情況，應(yīng)急救援通道的外徑不宜過大，否則對施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為800mm。
薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過程中，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。
超高分子量聚乙烯逃生管（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)取值為：屈服強度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=400kg。
取隧道中及邊頂部到圓管頂部的高度的極值H為7m和5m,將塊石自由釋放，分別對隧道逃生管和鋼管進行沖擊，此時可根據(jù)能量守恒定律計算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計算結(jié)果如表1 所示。
從表1中可以看出，隨著圓管壁厚的增加，塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。當塊石下落高度ｈ＝7ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，隧道逃生管的凹陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當下落高度h＝5ｍ時、壁厚Ｈ＝24mm時，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此時，隧道逃生管變形凹陷后，管內(nèi)的通行 空間為588mm，滿足人體工程學(xué)要求，人能通過應(yīng)急通道。當壁厚較小時，變形值增大，可能不%當壁厚更大時，盡管性增加，但管材重量 也隨之增加，致使成本上升，搬運困難。 因此，設(shè)計中取隧道逃生管壁厚為24mm是適宜的。
超高分子量聚乙烯逃生管的幾種連接方式：
1、對夾式金屬連接件
2、鏈條鏈接
3、抱箍連接
4、轉(zhuǎn)接彎頭
結(jié)論：
采用超高分子量聚乙烯逃生管對隧道施工應(yīng)急救援通道進行了設(shè)計。 同時，隧道逃生管的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 通過對逃生管和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了
超高分子量聚乙烯隧道逃生管應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。
