一種隧道逃生管道制造技術

本發明專利技術公開的一種隧道逃生管道，包括管體，所述管體包括外表層和內表層，外表層與內表層中間為夾芯層；所述外表層和內表層均為纖維增強樹脂層，所述夾芯層為樹脂膠結陶粒芯層。本發明專利技術隧道逃生管道，其強度高、比剛度大、質量輕、密閉性好、耐腐蝕，在短暫高溫條件下絕熱性好、耐燒蝕的特點。夾芯由不飽和聚酯、環氧樹脂或酚醛樹脂膠結陶粒構成。管道成品內外表面可方便地進行粘結、鉆孔等加工，適用于現有成熟的管道連接和密封技術。管道內可根據需要增設LED燈帶、通風管、給養管等維生管線設施，方便人員在管道內逃生脫險。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及安全救護設施，具體為隧道逃生管道。
技術介紹
近年來，國內隧道及高陡邊坡等重大工程施工先后發生多起特大人員傷亡事故。據不完全統計，全國平均每年發生數十起隧道塌方事故，這些事故給隧道施工造成不同程度的財產與人員傷亡損失，嚴重影響工程建設期的安穩和諧。盡管理論上隧道施工塌方可以避免，但實際施工時仍可能由于難于預計的多種原因如地質條件的突變、設計措施偏弱、施工不當等，而出現掉頂、塌方、落石等安全事故。因此，如何為可能的隧道塌方提供有效的應急風險控制措施、盡量減少人員傷亡，是當前隧道施工領域面臨的重大問題。目前國內外解決隧道塌方事故現場人員應急逃生避險問題的技術方案，主要集中在隧道縱向鋪設大直徑圓管作為施工人員的逃生通道。逃生圓管在隧道塌方事故發生時，受到落石、塌方的沖擊作用，其受力具有持時短、強度大、載荷形式和時空分布難以準確預計的特點，且材料和結構在沖擊動力作用下的本構關系難以準確描述。此外，工程現場的安裝使用還對管道提出了輕質高強、環剛度大、沖擊韌性好，絕熱耐蝕，密閉性好，安裝快捷、方便拆卸、可重復使用、成本較低的多重性能和功能要求。因此，隧道逃生管道的科學研究和產品開發難度較大，現有國內外研究成果還較為薄弱。本專利要解決的技術問題，即是在隧道及高陡邊坡等重大工程施工可能遭遇塌方落石等安全事故時，為事故現場人員提供應急逃生避險的可靠通道技術和產品，實現輕質高強、環剛度大、沖擊韌性好，絕熱耐蝕，密閉性好，安裝快捷、方便拆卸、可重復使用、成本較低的多重性能和功能要求。在圓管受側向沖擊的強度和變形等科學問題方面，Jones等人從實驗和理論兩方面研究了兩端固支的軟鋼圓管受側向沖擊的性能[1-2]；Wang和Zhang等人[3-4]對圓管在側向沖擊下的局部和全局大變形開展了研究；程國強等[5-6]對兩端固支鋼質圓管在側向沖擊下的變形進行了理論和實驗研究；孫韜等[7]探討了自由圓柱殼在側向非對稱脈沖載荷下的塑性破壞；Gong等[8]對功能梯度膠結材料圓管在低速沖擊下的彈性變形進行了分析；張善元[9]等綜述了國內外關于內空圓管及充有壓力介質的管道經受局部撞擊作用時的大變形與破壞的研究現狀,指出現有結果和公式多是在特定條件下得到的,因而難以普遍廣泛應用，目前的研究熱點集中在復雜應力狀態下及膠結材料圓管的耐撞性分析,該類問題涉及到塑性大變形、撞擊貫穿等諸多效應的耦合以及受圓管和沖擊體材料性質、幾何尺寸變化范圍廣的影響,致使目前很難對這類問題給出包括各種破壞因素的一般結論,這也為這類問題提供了廣闊的研究空間。在隧道逃生管道技術、產品研發和性能驗證方面，胡浩軍等[10]針對隧道塌方事故，開展了逃生管道系統的設計研究，計算了鋼質圓管在落石沖擊下的撞擊力大小和彈塑性變形，就圓管管壁厚度、落石材料剛度等指標對圓管沖擊效果的影響開展了參數分析，結果表明管壁越薄、落實材料剛度越大，沖擊破壞作用越明顯。張瑜等[11]對比了鋼筋混凝土管道和鋼管所謂隧道逃生管道的優缺點，選擇鋼管作為設計方案，進行了逃生管道圓管承受橫向沖擊荷載的現場實驗，研究了沖擊能量與變形模態、凹陷變形之間的關系，并采用ANSYSLS-DYNA進行了仿真模擬，給出了凹陷變形的時程曲線，獲得了與現場實驗較一致的結果，表明砂墊平鋪圓管的橫向沖擊變形主要為沖擊點局部凹陷，結構的整體彎曲變形可以忽略。楊飆等[12]提出更新隧道逃生管道選材，把送風管與逃生管串連的隧道逃生管道設計技術，并分別以鋼帶PE波紋管和鋼管作為逃生管道進行抗沖擊試驗，結果表明，選取合理的設計參數，鋼帶PE波紋管與鋼管均能滿足抗落石要求，但兩者相比，鋼帶PE波紋管抗腐蝕性更好、連接方便、造價較低。主要參考文獻：[1]JonesN,BirehSE,BirehRS,etal.Anexperimentalstudyonthelateralimpactoffullyclampedmildsteelpipes[C].ProcInstnMechEngrs,PartE,1992,206(E2):111-127.[2]JonesN,ShenWQ.Atheoreticalstudyofthelateralimpactoffullyclampedpipelines[C].ProcInstnMechEngrs,PartE,1992,206(E2):126-146.[3]WangDeyu,ZhangSY.Shearfailureofaclampeddentedtubularbeamunderlateralimpact.ChinaOceanEngineering,1996,10(2):161-165.[4]ZhangSY,ChengGQ,MaY.Theanalysisonlocalandgloballargedeformationofcirculartubeunderlateralimpact[C].ProcOfIMMM97.MieUniversityPress,Japan,1997.259-262.[5]程國強,雷建平,張善元.經受側向撞擊圓管大變形分析[J].固體力學學報,2000,12(1):57-60.[6]程國強.兩端固支鋼質圓管側向撞擊的理論與實驗研究[D].太原:太原理工大學,1997.[7]孫韜,馮順山.自由圓柱殼在側向非對稱脈沖載荷下的塑性破壞[J].爆炸與沖擊,1998,18(2):103-111.[8]GongSW,LamKY,ReddyJN.Theelalaticresponseoffunctionallygradedcylindricalshellstolow-velocityimpact[J].IntJImpactEngng,1999,22:397-417.[9]張善元，路國運，程國強，等．圓管段內充壓力介質管道撞擊大變形與破壞[J]．力學進展，2004，34(1):23-31．[10]胡浩軍，狄先均，李家泰，等．隧道逃生管道設計中的圓管沖擊計算[J]．現代隧道技術，2008(S1):272-274．[11]張瑜，丁慶榮，狄先均，等．隧道逃生管道的沖擊實驗與仿真模擬[J]．華中科技大學學報:城市科學版，2010(2):87-94．[12]楊飆，莊富盛.新型隧道逃生管道設計模擬及現場試驗研究[J].公路交通技術,2013(2):111-114.綜上國內外研究現狀，可見有關隧道逃生管道的科學研究和技術、產品研發取得了一些初步的研究成果，在理論分析、數值模擬方法、材料參數選取等方面獲得了一些可供借鑒參照的結論，但還存在以下有待深入和拓展的問題：1）在圓管受側向沖擊的理論方面，主要著眼于兩端固支邊界條件，與隧道現場逃生管道的邊界支承條件不符，且現有理論還帶有很強的經驗性和特異性，難以直接利用；2）現有工程中逃生管道選材主要局限在軟鋼材質，而滿足剛度、強度和空間要求的鋼質管道存在如下應用難題：單位長度重量大（接近200kg/m），管段之間連接復雜（多采用焊接），運輸、安裝、拆卸困難，導熱快、不耐火，耐腐蝕性能差等；3）現有隧道逃生管道在實驗和理論研究中均采用滿鋪沙袋作為柔性墊層的支承方式，其墊層安裝、拆除工作量大，且就支承方式對逃生管道抗沖擊性能的影響未做科學論證；4）現有隧道逃生管道的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隧道逃生管道，包括管體，其特征在于：所述管體包括外表層（1）和內表層（3），外表層（1）與內表層（3）中間為夾芯層（2）；所述外表層（1）和內表層（3）均為纖維增強樹脂層，所述夾芯層（2）為樹脂膠結陶粒芯層。

【技術特征摘要】
1.一種隧道逃生管道，包括管體，其特征在于：所述管體包括外表層（1）和內表層（3），外表層（1）與內表層（3）中間為夾芯層（2）；所述外表層（1）和內表層（3）均為纖維增強樹脂層，所述夾芯層（2）為樹脂膠結陶粒芯層。2.根據權利要求1所述的一種隧道逃生管道，其特征在于：所述纖維增強樹脂層為玻璃纖維、玄...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陶春勝，彭凱，沈裕金，巫祖烈，吳利峰，周超，
申請(專利權)人：浙江恒則熙交通科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33