針對隧道施工坍塌事故多發(fā)的情況,，采用新材料（新型隧道逃生管,，是一種由乙烯、丁二烯單體在催化劑作用下,，聚合而成的平均分子量在200萬以上的線型結構熱塑性工程塑料,。）對公路隧道施工應急救援通道進行了設計研究。結合人體工程學原理,，根據(jù)Hertz接觸力學理論,，采用Thonroton假設，對新型隧道逃生管道的結構尺寸進行了優(yōu)化,。

1,、隧道逃生管道（新型材料）結構尺寸設計 

    根據(jù)應用人體測量學的美國專家阿爾文·R·蒂利對人體測量學的研究成果可知，人在爬行移動時,，較舒適的情況下爬行高度為725mm，爬行長度為1520mm,，如圖所示,。 圖中爬行過程中的人體工程學要求  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585mm,。 因此，公路隧道施工新型應急救援通道的內徑必須≥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636mm,。

2,、新型隧道逃生管道薄厚徑設計 

    薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側向沖擊的過程中，結構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接觸力學理論，采用Thornton假設,，設材料具有理想彈塑性,，則兩接觸物體之間的接觸壓力,，在能量分析的基礎上，圓管受到側向沖擊時局部凹陷值△與側向載荷 P之間的關系,，則可推出圓管受到側向沖擊時局部凹陷值,，為圓管材料的屈服應力；Ｈ為圓管的厚,；Ｄ為圓管的直徑,。  隧道逃生管道（分子量約為250萬），規(guī)格為Φ800*30mm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,。 取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放,，分別對隧道逃生管道和鋼管進行沖擊，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，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,，四川隧道逃生管道的凹陷變形值Δ＝0.048m,，約為圓 管直徑的8%；當下落高度h＝5ｍ時,、壁厚Ｈ＝30mm時,，凹陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小,。此時,，隧道逃生管道變形凹陷后，管內的通行空間為740mm,，滿足人體工程學要求,，人能安全通過應急通道。當壁厚較小時,，變形值增大,，可能不安全,，當壁厚更大時，盡管安全性增加,，但管材重量 也隨之增加,，致使成本上升，搬運困難,。 因此,，設計中取隧道逃生管道壁厚為30mm是適宜的。