美國國土安全部與交通安全部聯(lián)合美國ILC Dover公司開發(fā)了一種彈性隧道氣囊，作為快速應(yīng)對隧道內(nèi)澇的嘗試。

工作原理

圖1 隧道氣囊現(xiàn)場示意圖

隧道氣囊是一個充滿空氣的栓塞，采用3層復(fù)合纖維材料制成，外層為編織式網(wǎng)狀纖維，第2層為中間保護(hù)纖維層，第3層為帶涂層的壓力保護(hù)層(用于維持隧道栓內(nèi)的壓力平衡)，氣囊表面帶氣管。采用材料為VECTRAN纖維，可抵抗柔性斷裂與蠕變斷裂。洪水來臨時，對氣囊進(jìn)行充氣使其迅速膨脹，以封閉整個隧道截面，起到密封隧道、阻斷洪水入侵的作用。依靠表面纖維與隧道內(nèi)壁間的摩擦力，保證該氣囊位置不發(fā)生移動變化。隧道氣囊現(xiàn)場示意圖見圖1。

氣囊使用

1)使用前： 氣囊安裝前需對軌交隧道的地面進(jìn)行抬升，以獲得更好的氣密性；氣囊可安裝并收納于隧道內(nèi)壁的墻體一側(cè)，所占空間極小，不會影響隧道內(nèi)原先的交通狀況。

2)使用時： 充氣過程可電子遙控，也可完全使用人工控制；氣囊在工作時首先從隧道內(nèi)壁的收納箱中彈出并脫開，散至隧道內(nèi)的地面上，之后隨著空氣的充入，氣囊漸漸飽滿，直至密封整個隧道。

3)使用后： 等待洪水消退后，隧道氣囊可以將空氣排出，并重新折疊起來，放入原先隧道壁內(nèi)收納空間中，在未來繼續(xù)使用。

試驗驗證

研究人員在測試隧道內(nèi)所用氣囊長9.75 m，直徑 4.9 m，測試壓力為25 psi。使用時，該氣囊可以在1 min內(nèi)開始膨脹，在30 min內(nèi)充滿空氣并封閉整個隧道斷面，承受隧道內(nèi)超過12 psi的水壓力。由于隧道氣囊的纖維材質(zhì)特點，不會受到隧道截面的不規(guī)則形狀(如鐵軌、管線、電纜接線盒以及其他機(jī)電設(shè)備)的影響，基本可起到密封作用。

(來源： 中鐵科技情報信息 2021-09-06)