綜合管廊逃生井蓋設(shè)計思考

楊立科

（湖南新光智能科技有限公司，湖南，長沙）

摘要：綜合管廊逃生口需配置逃生井蓋，綜合管廊的不同艙室對逃生井蓋的功能需求也不同，本文針對對綜合管廊的不同艙室或者位置的逃生井蓋需求進(jìn)行分析，針對性的提出了滿足相應(yīng)功能需求的逃生井蓋設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：綜合管廊，逃生井蓋，智能化，防爆型，中間層

一、背景

1.1 綜合管廊

綜合管廊，就是地下城市管道綜合走廊。即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通訊，燃?xì)狻⒐帷⒔o排水等各種工程管線集于一體，設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。1.2 綜合管廊逃生井蓋

綜合管廊逃生井蓋是鋪設(shè)于綜合管廊逃生口的井蓋，是人員出入綜合管廊及從管廊內(nèi)部逃生的的重要出口，根據(jù)GB50838《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，綜合管廊每個逃生口需配檢查井蓋即逃生井蓋

二、綜合管廊逃生井蓋需求概述

綜合管廊艙室根據(jù)容納的管線功能及需求及所處位置分為三類:（1）、綜合艙室包括通訊、供熱、供水、排水等管線艙室；（2）、防爆型艙室即燃?xì)?/span>管線艙室；（3）、中間層。

綜合倉容納的管線眾多，通常此類井蓋需要多種開啟方式等智能化的功能需求；防爆艙室逃生井蓋主要功能需求是具有防爆要求， 中間層逃生井蓋是人員出入綜合管廊的一個過渡層出口，功能需求相對簡單很多，只需具有簡單、輕松開啟關(guān)閉功能即可。

三、綜合管廊逃生井蓋設(shè)計方案

3.1  智能化逃生井蓋的設(shè)計方案（適用于綜合管廊綜合艙室）

（1）功能要求分析

綜合管廊綜合倉的逃生井蓋直接暴露于地表，經(jīng)常會接受雨水及其他外界物質(zhì)的侵蝕，為了保護(hù)管廊內(nèi)的管線不受外部雨水進(jìn)入而腐蝕，井蓋需具有防水、防腐蝕功能，同時為了保護(hù)綜合管廊內(nèi)部管線不被外人偷盜或損毀，井蓋須具有防盜及防破壞功能，為了增加管廊內(nèi)部人員的安全性，緊急情況下井蓋可手動方式驅(qū)動井蓋開啟，即井蓋具有失電逃生功能。

（2）技術(shù)方案

井蓋材質(zhì)采用碳鋼或者球墨鑄鐵，碳鋼井蓋金屬表面進(jìn)行熱電鍍鋅或鈍化處理，球墨鑄鐵井蓋表面噴涂防銹漆，實現(xiàn)防腐蝕目的，井蓋和井座之間通過鉸鏈相互連接，井蓋的開、閉驅(qū)動方式為液壓油缸驅(qū)動，液壓油缸的驅(qū)動方式分為電動液壓驅(qū)動和手動液壓驅(qū)動兩種，電動液壓驅(qū)動方式為常規(guī)情況下使用方式，即管廊相關(guān)工作人員出入井口進(jìn)行常規(guī)檢查、維護(hù)等工作時使用；手動液壓方式為斷電緊急情況下使用方式，管廊內(nèi)出現(xiàn)斷電故障或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，管廊內(nèi)人員用于離開或逃離管廊內(nèi)部時使用。同時井蓋和井座之間設(shè)有密封圈，起到密封防水功能。液壓油缸連接井蓋和井座，井蓋關(guān)閉時液壓油缸在液壓系統(tǒng)自身的保壓作用下，僅憑人力很難開啟井蓋，起到防盜功能。

（3）系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)組成

本井蓋系統(tǒng)由井蓋本體機(jī)械系統(tǒng)，液壓動力系統(tǒng)，電路控制系統(tǒng)等三部分組成。其中電路控制系統(tǒng)集成于液壓泵站系統(tǒng)內(nèi)部，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖一所示。         

圖一 智能化逃生井蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

井蓋本體部分結(jié)構(gòu)由井蓋蓋板、井蓋底座、鉸鏈及液壓油缸等幾部分組成，結(jié)構(gòu)原理圖如圖二所示。

圖二  智能化逃生井蓋本體結(jié)構(gòu)原理圖

（4）基本功能延伸

為了增加井蓋開啟方式的多樣性，提高逃生的可靠性和安全性。增加綜合管廊逃生井蓋的智能化功能，此井蓋系統(tǒng)設(shè)置了以下擴(kuò)展功能：

l 控制中心遠(yuǎn)程控制井蓋開閉功能：控制中心遠(yuǎn)程通過網(wǎng)絡(luò)控制井蓋開閉。

l 手機(jī)APP現(xiàn)場開閉井蓋功能：手機(jī)APP通過藍(lán)牙方式現(xiàn)場控制井蓋開閉。

l 手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制井蓋開閉功能：手機(jī)APP通過移動互聯(lián)網(wǎng)（wifi和4G）和控制中心相連，從而實現(xiàn)控制井蓋開閉。

l 環(huán)境監(jiān)測功能：監(jiān)測管廊內(nèi)的有害氣體、氧氣、濕度、溫度等參數(shù)，并可通過網(wǎng)絡(luò)上報后臺監(jiān)控中心，做到管廊環(huán)境及時監(jiān)測及為逃生指引提供數(shù)據(jù)。

l 安全管控功能：

A. 井口設(shè)置異物自動探測裝置：確保井口有人或者物品出入時，井蓋無法啟動關(guān)閉動作；

B. 在井蓋關(guān)閉過程中檢測到有人或者物品出入時，井蓋會立即停止關(guān)閉動作并退回，以避免人員或物品損壞。

C. 電氣控制箱設(shè)有自鎖式急停按鈕，再緊急情況下課迅速切斷電源，泵站系統(tǒng)停止運(yùn)行，井蓋關(guān)閉或者開啟動作驟停。

3.2防爆型逃生井蓋設(shè)計（適用于燃?xì)鈧}）

（1）功能需求分析

防爆型逃生井蓋與綜合倉智能化逃生井蓋同樣直接暴露于地表，井蓋需具有防水、防腐蝕、防盜及防破壞功能，燃?xì)鈧}一旦出現(xiàn)燃?xì)?/span>泄露或者火災(zāi)等情況，管廊內(nèi)部人員需能快速從逃生井蓋逃離，因此燃?xì)鈧}逃生井蓋需具有快速開啟功能。最重要的一點是防爆型逃生井蓋須具有防爆設(shè)計需求。

（2）防爆分析

必須同時具備以下三個條件:（1）、點燃源：在設(shè)備使用過程中產(chǎn)生的明火、電氣火花、機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等，尤其當(dāng)電氣發(fā)生故障時易于產(chǎn)生電火花或者發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生點燃源。（2）、易爆物質(zhì)：可燃性物質(zhì)。（3）、助燃劑：空氣中的氧氣

防止的產(chǎn)生必然從三個必要條件來考慮，規(guī)避了其中的一個必要條件，就消除了的可能性。在燃?xì)鈧}的管廊環(huán)境中，燃?xì)鉃橐妆镔|(zhì)，氧氣也不可避免的存在，因此只能從消除點燃源的角度考慮防爆設(shè)計。

（3）設(shè)計方案

防爆型逃生井蓋系統(tǒng)由井蓋本體機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動力傳輸系統(tǒng)、插銷自動閉鎖及開啟機(jī)械系統(tǒng)等部分組成，系統(tǒng)中井蓋與井座的連接方式與綜合倉智能化井蓋相同，系統(tǒng)的動力源為專門設(shè)計特殊動力裝置，無需電力源，起到消除此系統(tǒng)產(chǎn)生的點燃源的可能性，從而實現(xiàn)了防爆的目的，井蓋材質(zhì)采用碳鋼或者球墨鑄鐵，碳鋼井蓋金屬表面進(jìn)行熱電鍍鋅或鈍化處理，球墨鑄鐵井蓋表面噴涂防銹漆，實現(xiàn)防腐蝕措施，同時井蓋和井座之間設(shè)有密封圈，起到密封防水功能。井蓋關(guān)閉時，井蓋與井座通過鎖合機(jī)構(gòu)鎖死，憑外力很難打開井蓋。起到防盜作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖三所示： 

   圖三  防爆型井蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

（4）工作方式

l 內(nèi)部打開井蓋：可通過人力直接拉動插銷機(jī)構(gòu)，使得井蓋和井座之間脫離機(jī)械鎖合，動力源直接驅(qū)動單作用缸無桿腔，2秒內(nèi)快速打開井蓋。

l 外部打開井蓋：可通過旋轉(zhuǎn)外部開啟手柄，帶動井內(nèi)插銷機(jī)構(gòu)，使得井蓋和井座之間脫離機(jī)械鎖合，動力源直接驅(qū)動單作用缸無桿腔，2秒內(nèi)快速打開井蓋。

l 內(nèi)部關(guān)閉井蓋：通過人力直接拉動井蓋，直至插銷機(jī)構(gòu)鎖合井蓋與井座。井蓋與井座閉合完成。

l 外部關(guān)閉井蓋：通過人力直接下壓井蓋，直至插銷機(jī)構(gòu)鎖合井蓋與井座。井蓋與井座閉合完成。

3.3  綜合管廊中間層配置井蓋設(shè)計

（1）需求分析

綜合管廊中間層配置井蓋的功能要求較其他兩種井蓋簡單，基本功能需求為人力即可輕松開啟、關(guān)閉井蓋，從而順利從井口進(jìn)行出入或者逃生。同時井蓋處于綜合管廊中間層須具有防腐蝕功能。

（2）設(shè)計方案

井蓋材質(zhì)采用碳鋼，碳鋼井蓋金屬表面進(jìn)行熱電鍍鋅或鈍化處理，實現(xiàn)防腐蝕目的，此井蓋基本功能為井蓋開啟只需人力內(nèi)、外直接驅(qū)動，無需遠(yuǎn)程控制等功能，因此無需電源，井蓋處于管廊中間層，也無需防盜、防水等功能。據(jù)此我們采用井蓋與井座之間加裝液壓助力桿的結(jié)構(gòu)，液壓助力桿結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟(jì)，而且大大減小了人力直接開啟或者關(guān)閉井蓋時力大小。井蓋的內(nèi)、外開啟與關(guān)閉只需人力輕輕拉動或推動井蓋手柄，井蓋會在液壓助力桿的作用下自動開啟或者關(guān)閉。

（3）系統(tǒng)構(gòu)成

中間層液壓助力系統(tǒng)由井蓋本體機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、液壓助力桿系統(tǒng)兩部分部分組成。井蓋本體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由井蓋、井座、防水密封圈組成；液壓助力桿系統(tǒng)由兩個液壓助力桿組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖四所示： 

圖四  中間層逃生井蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

結(jié)語：

綜合管廊的產(chǎn)業(yè)化是大勢所趨，未來的前景不可限量，綜合管廊逃生井蓋作為必備的配套產(chǎn)品，必然會成為需求量巨大的產(chǎn)品，從綜合管廊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的功能性和經(jīng)濟(jì)性需求及后期的運(yùn)營維護(hù)等方面長遠(yuǎn)角度考慮。將綜合管廊逃生井蓋產(chǎn)品類別細(xì)分是十分必要的，具有現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)性。

當(dāng)然，隨著綜合管廊的不斷發(fā)展，綜合管廊對配套井蓋的個性化需求差異性會更加明顯，綜合管廊井蓋的種類劃分會越來越多，屆時，將會衍生出更多種類的逃生井蓋。

參考文獻(xiàn)：

[1]  GB50838          《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》                       [S]

[2]  GB/T 23858-2009  《檢查井蓋》                                       [S]

[3]  GB/T 2352—2003  《液壓傳動 隔離式蓄能器 壓力和容積范圍及特征量》   [S]

[4]  GB/T 3766－2001  《液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件》                           [S]              

[5]  GB50348          《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》                           [S]

[6]  GB50396          《出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》                     [S]

[7]  GB50058          《危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》                   [S]