一种能够防火的钢质地下综合管廊的制作方法

本发明涉及一种地下综合管廊，尤其涉及一种能够防火的钢质地下综合管廊。

背景技术：

本申请人长期致力于钢质结构综合管廊的研究和应用，其中，钢结构综合管廊在施工完成后需满足验收规范，参照《建筑设计防火规范》gb50016-2014规定，尤其是管廊结构要求达到建筑构件的燃烧性能和耐火极限。目前，大多数管廊使用防火涂料防火，施工繁琐，成本增加，且每隔一定年限后，涂料要重新进行维护或更换，更重要的是钢结构管廊大部分都利用了管土共同受力原理，也叫协同变形原理，廊体会发生少量变形，涂料可能会脱层和脱落。另外，即使有防火涂料的存在，当构件经过《建筑设计防火规范》gb50016-2014规定的实验方法实验时，钢质地下综合管廊外围的回填土中会产生大量的水蒸汽，给整个工程带来隐患。

消防法规中，消防方法分为隔离法和疏导法，隔离法是截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，从而使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。疏导法允许热流量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。因此，亟待解决综合管廊的防火难题。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供了一种利用疏导法及时降低管廊廊体温度，以达到钢结构构件在规定时间内的温度不超过临界温度的防火用钢质地下综合管廊。

技术方案：本发明的第一种钢质地下综合管廊，在管廊内和/或外布设给水管和排水管，沿管廊外壁设置透水层，在该管廊上部和/或上部两侧的透水层内设有用于连通给水管并将水向透水层中渗透的第一管道，同时在管廊下部和/或下部两侧的透水层内设有用于连通排水管并将收集的水排出透水层的第二管道，其中，所述透水层中的水在发生火灾时处于流动状态。该消防用管廊适用于地下水位较深的干旱地区。

所述透水层和周围的回填土之间采用塑料膜隔开，防止消防用水从透水层流失进入回填土中。

进一步地，所述第一管道和第二管道为管壁上布满小孔的盲管，盲管内的水可通过小孔渗透到透水层中，同样地，透水层中的水也可以通过小孔进入盲管内。

优选的，该盲管外壁包裹一层或多层滤布，以防止泥沙进入盲管。同时，盲管可以是单管，双管联用，或多管联用。

所述给水管延伸出第一分支管，该第一分支与第一管道相连通，且该第一分支管上设有用于控制给水管启闭的控制装置；所述排水管延伸出第二分支管，该第二分支管与第二管道相连通，且该第二分支管上设有用于控制排水管启闭的控制装置。另一种情况是，管廊内设有用于同时控制给水管和排水管启闭的控制装置。

所述第一管道优选位于管廊顶部中央的透水层中，有利于管道内的消防用水在自身的重力作用下向下流动。

本发明的另一种钢质地下综合管廊，在管廊内和/或外布设排水管，沿管廊外壁设置透水层，并在透水层和周围的回填土之间设有用于将回填土中的地下水引入透水层的第三管道，同时在管廊下部和/或下部两侧的透水层中设有用于连通排水管并将收集的水排出透水层的第四管道，其中，所述透水层中的水在发生火灾时处于流动状态。该管廊适用于地下水位较浅的的富水地区。

其中，第三管道和第四管道也可以为管壁上布满小孔的盲管，用来收集廊体周围的水或将盲管内的水渗透到管廊周围的回填介质中。同时，盲管可以是单管，双管联用，或多管联用。

所述排水管延伸出第三分支管，该第三分支与第四管道相连通，且该第三分支管上设有用于控制排水管启闭的控制装置。

本发明的两种消防管廊，透水层的厚度为5-50cm。透水层可以选用砂砾、碎石、粗砂、中砂、细砂、矿渣、矿物纤维中的一种或多种。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该钢质地下综合管廊在发生火灾时，透水层中流动的水作为疏导介质，散热快，使管廊廊体的温度控制在允许范围内，降温效果明显，管廊廊体外部不会产生水蒸汽，消除了火灾带来的安全隐患，同时，透水层中的水可以循环利用，节能环保。

附图说明

图1-2为本发明第一种管廊的横截面示意图；

图3为本发明第二种管廊的横截面示意图；

图4为图2的a-a剖视图；

图5为本发明盲管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

图1-2所示的管廊适用于地下水位较深的干旱地区，其中，图1所示管廊的横截面为圆形，图2所示管廊的横截面为箱型。管廊1内布设给水管2和排水管3，当然，给水管2和排水管3也可以位于管廊外，沿管廊外壁设置透水层4，在该管廊上部和/或上部两侧的透水层4内设有第一管道5，该第一管道5用于连通给水管2并将水向透水层中渗透，同时在管廊下部和/或下部两侧的透水层4内设有第二管道6，该第二管道6用于连通排水管3并将收集的水排出透水层，其中，在发生火灾时，给水管中的水向透水层中流动，透水层中的水在重力的作用下向排水管中流动，所以透水层中的水处于流动状态。其中，透水层和周围的回填土之间可以采用塑料膜隔开，防止给水管中流出的水从透水层流失进入回填土中。第一管道和第二管道为管壁上布满小孔的盲管，如图5所示，盲管内的水可通过小孔渗透到透水层中，同样地，透水层中的水也可以通过小孔进入盲管内。该盲管外壁包裹一层或多层滤布，以防止泥沙进入盲管。这里的盲管可以是单独的一根管道，例如可以位于管廊顶部中央的透水层中，图1-2所示的第一管道位于管廊顶部中央的透水层中，有利于管道内的水在自身的重力作用下向下流动；也可以为双管或多管联用，例如位于管廊上部的透水层中，或者位于管廊上部两侧的透水层中，优选对称地布置。同时，第一管道和/或第二管道纵向布设。

沿管廊长度方向，每隔一段距离，给水管2引出一个第一分支管21，该第一分支管21穿过管廊壁与第一管道5相连通，且该第一分支管上设有用于控制给水管启闭的控制装置22。这里的控制装置例如可以为消防传感器(烟感或温感等)，同时可在分支管上设有阀门以及与消防传感器相联动的阀门。由于第一分支管穿透管廊壁与纵向埋设在透水层中的盲管相连接，盲管的长度要与分支管的间距相匹配。排水管3延伸出第二分支管31，该第二分支管31穿过管廊壁与第二管道6相连通，且该第二分支管31上设有用于控制排水管启闭的控制装置22。这里的第二管道6可以是位于管廊的底部埋设有收集水的盲管，该盲管连接一段普通水管，从管廊底部穿透管廊与管廊内消防传感器联动的阀门及排水管相连接。另一种情况是，管廊内设有用于同时控制给水管和排水管启闭的控制装置。在无火灾时，消防传感器联动阀门处于常闭状态。

当发生火灾时，消防传感器联动阀门自动打开，水进入管廊外部的盲管并进入透水层，在重力作用下，逐渐向管廊四周透水层流动和渗透，从而在廊体四周形成有流动的冷却水的冷却层，以防止钢结构管廊廊体温度过高，廊体外侧回填土壤中产生水蒸汽，并在临界温度范围内工作，不会坍塌；水流继续向下流动，流动到廊体底部或底部两侧时，埋设在此处的集水盲管，开始收集流来的水，并在重力作用下，通过普通连接水管，流入管廊内部底部的排水管，此时底部连接水管上消防传感器联动阀门已自动打开，水可以畅通地进入排水管。如图4所示，通过排水管3流入管廊内的集水坑9，集水坑9水量达到一定水量后，自动启动排水泵，将集水坑9内的水排出管廊，其中，排水管的设置略有倾斜，有利于排水。火灾得到控制后，手动或消防联动复原阀门。

实施例2

图3所示为本发明另一种钢质地下综合管廊，该管廊内部不需要设置给水管，而是充分利用丰富的地下水，因此适用于地下水位较浅的的富水地区。在管廊1内布设排水管3，沿管廊1外壁设置透水层4，并在透水层4和周围的回填土5之间设有用于将回填土5中的地下水引入透水层4的第三管道7，同时在管廊下部和/或下部两侧的透水层4中设有用于连通排水管3并将收集的水排出透水层4的第四管道8，其中，所述透水层中的水在发生火灾时处于流动状态。其中，第三管道7和第四管道8也可以为管壁上布满小孔的盲管，用来收集廊体周围的水或将盲管内的水渗透到管廊周围的回填介质中，其中，第三管道7可以位于管廊两侧，横向布置，也可以位于管廊上部，纵向布设。排水管3延伸出第三分支管32，该第三分支管32穿过管廊壁与第四管道8相连通，且该第三分支管32上设有的控制装置22用于控制排水管启闭。如图4所示，当火灾发生时，管廊内部底部的消防传感器联动阀门打开，廊体周围透水层内的水，在重力作用下，通过集水盲管和中间连接的普通水管，流入管廊内的排水管，这时透水层内的水是流动的冷却水，能防止管廊的钢质管壁在火灾状况下温度过高，廊体外侧回填土壤中产生水蒸汽保证钢材在临界温度范围内工作，不会坍塌。

上述两种管廊中的透水层的厚度为5-50cm。透水层可以选用砂砾、碎石、粗砂、中砂、细砂、矿渣、矿物纤维中的一种或多种，也可根据透水材料的透水性能设置。

实施例3消防实验

将地下钢结构管廊墙板分别置于夯实的常态土壤、含饱和水分的粗砂、在钢结构表面涂覆防火涂料10mm厚，以及有流动水的细砂，然后进行防火消防实验，得到如下结果：

1.对于内部水不能流动的土壤或者粗细砂，都不能有效地导热散热，不能有效地抑制温升。

2.砂体、土体中的受热空气及汽化的水蒸汽对封闭的工程环境会产生负面影响，是工程隐患。

3.涂有导热系数为0.151w/(m.k)的防火涂料的钢板相对无防火涂料的钢结构能有效延缓温升速度，但达不到三小时耐火极限要求；同时在实验过程产生大量水蒸汽，土体中的受热空气及汽化的水蒸汽对封闭的工程环境会产生负面影响，是工程隐患。

4.水的导热能力明显，但在夯实的土壤中流通性很差，在砂中的流通性尚可，粗砂的水流渗透能力强于细砂，在水份有效流动的细砂中可以达到耐火极限三小时的要求，在水份能有效流动的粗砂中也可以达到耐火极限三小时的要求。

5.砂砾、碎石、中砂、矿渣、矿物纤维的水流渗透能力均强于细砂，同理在水份能有效流动的上述介质中也可以达到耐火极限三小时的要求。