本發(fā)明涉及一種地下綜合管廊，尤其涉及一種能夠防火的鋼質(zhì)地下綜合管廊。

背景技術(shù)：

本申請(qǐng)人長(zhǎng)期致力于鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合管廊的研究和應(yīng)用，其中，鋼結(jié)構(gòu)綜合管廊在施工完成后需滿足驗(yàn)收規(guī)范，參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》gb50016-2014規(guī)定，尤其是管廊結(jié)構(gòu)要求達(dá)到建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限。目前，大多數(shù)管廊使用防火涂料防火，施工繁瑣，成本增加，且每隔一定年限后，涂料要重新進(jìn)行維護(hù)或更換，更重要的是鋼結(jié)構(gòu)管廊大部分都利用了管土共同受力原理，也叫協(xié)同變形原理，廊體會(huì)發(fā)生少量變形，涂料可能會(huì)脫層和脫落。另外，即使有防火涂料的存在，當(dāng)構(gòu)件經(jīng)過《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》gb50016-2014規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，鋼質(zhì)地下綜合管廊外圍的回填土中會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸汽，給整個(gè)工程帶來隱患。

消防法規(guī)中，消防方法分為隔離法和疏導(dǎo)法，隔離法是截?cái)嗷蜃铚馂?zāi)產(chǎn)生的熱流量向構(gòu)件的傳輸，從而使構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫升不超過其臨界溫度。疏導(dǎo)法允許熱流量傳到構(gòu)件上，然后設(shè)法把熱量導(dǎo)走或消耗掉，同樣可使構(gòu)件溫度不至升高到臨界溫度，從而起到保護(hù)作用。因此，亟待解決綜合管廊的防火難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明提供了一種利用疏導(dǎo)法及時(shí)降低管廊廊體溫度，以達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的溫度不超過臨界溫度的防火用鋼質(zhì)地下綜合管廊。

技術(shù)方案：本發(fā)明的第一種鋼質(zhì)地下綜合管廊，在管廊內(nèi)和/或外布設(shè)給水管和排水管，沿管廊外壁設(shè)置透水層，在該管廊上部和/或上部?jī)蓚?cè)的透水層內(nèi)設(shè)有用于連通給水管并將水向透水層中滲透的第一管道，同時(shí)在管廊下部和/或下部?jī)蓚?cè)的透水層內(nèi)設(shè)有用于連通排水管并將收集的水排出透水層的第二管道，其中，所述透水層中的水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)處于流動(dòng)狀態(tài)。該消防用管廊適用于地下水位較深的干旱地區(qū)。

所述透水層和周圍的回填土之間采用塑料膜隔開，防止消防用水從透水層流失進(jìn)入回填土中。

進(jìn)一步地，所述第一管道和第二管道為管壁上布滿小孔的盲管，盲管內(nèi)的水可通過小孔滲透到透水層中，同樣地，透水層中的水也可以通過小孔進(jìn)入盲管內(nèi)。

優(yōu)選的，該盲管外壁包裹一層或多層濾布，以防止泥沙進(jìn)入盲管。同時(shí)，盲管可以是單管，雙管聯(lián)用，或多管聯(lián)用。

所述給水管延伸出第一分支管，該第一分支與第一管道相連通，且該第一分支管上設(shè)有用于控制給水管啟閉的控制裝置；所述排水管延伸出第二分支管，該第二分支管與第二管道相連通，且該第二分支管上設(shè)有用于控制排水管啟閉的控制裝置。另一種情況是，管廊內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)控制給水管和排水管啟閉的控制裝置。

所述第一管道優(yōu)選位于管廊頂部中央的透水層中，有利于管道內(nèi)的消防用水在自身的重力作用下向下流動(dòng)。

本發(fā)明的另一種鋼質(zhì)地下綜合管廊，在管廊內(nèi)和/或外布設(shè)排水管，沿管廊外壁設(shè)置透水層，并在透水層和周圍的回填土之間設(shè)有用于將回填土中的地下水引入透水層的第三管道，同時(shí)在管廊下部和/或下部?jī)蓚?cè)的透水層中設(shè)有用于連通排水管并將收集的水排出透水層的第四管道，其中，所述透水層中的水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)處于流動(dòng)狀態(tài)。該管廊適用于地下水位較淺的的富水地區(qū)。

其中，第三管道和第四管道也可以為管壁上布滿小孔的盲管，用來收集廊體周圍的水或?qū)⒚す軆?nèi)的水滲透到管廊周圍的回填介質(zhì)中。同時(shí)，盲管可以是單管，雙管聯(lián)用，或多管聯(lián)用。

所述排水管延伸出第三分支管，該第三分支與第四管道相連通，且該第三分支管上設(shè)有用于控制排水管啟閉的控制裝置。

本發(fā)明的兩種消防管廊，透水層的厚度為5-50cm。透水層可以選用砂礫、碎石、粗砂、中砂、細(xì)砂、礦渣、礦物纖維中的一種或多種。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：該鋼質(zhì)地下綜合管廊在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，透水層中流動(dòng)的水作為疏導(dǎo)介質(zhì)，散熱快，使管廊廊體的溫度控制在允許范圍內(nèi)，降溫效果明顯，管廊廊體外部不會(huì)產(chǎn)生水蒸汽，消除了火災(zāi)帶來的安全隱患，同時(shí)，透水層中的水可以循環(huán)利用，節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1-2為本發(fā)明第一種管廊的橫截面示意圖；

圖3為本發(fā)明第二種管廊的橫截面示意圖；

圖4為圖2的a-a剖視圖；

圖5為本發(fā)明盲管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

圖1-2所示的管廊適用于地下水位較深的干旱地區(qū)，其中，圖1所示管廊的橫截面為圓形，圖2所示管廊的橫截面為箱型。管廊1內(nèi)布設(shè)給水管2和排水管3，當(dāng)然，給水管2和排水管3也可以位于管廊外，沿管廊外壁設(shè)置透水層4，在該管廊上部和/或上部?jī)蓚?cè)的透水層4內(nèi)設(shè)有第一管道5，該第一管道5用于連通給水管2并將水向透水層中滲透，同時(shí)在管廊下部和/或下部?jī)蓚?cè)的透水層4內(nèi)設(shè)有第二管道6，該第二管道6用于連通排水管3并將收集的水排出透水層，其中，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，給水管中的水向透水層中流動(dòng)，透水層中的水在重力的作用下向排水管中流動(dòng)，所以透水層中的水處于流動(dòng)狀態(tài)。其中，透水層和周圍的回填土之間可以采用塑料膜隔開，防止給水管中流出的水從透水層流失進(jìn)入回填土中。第一管道和第二管道為管壁上布滿小孔的盲管，如圖5所示，盲管內(nèi)的水可通過小孔滲透到透水層中，同樣地，透水層中的水也可以通過小孔進(jìn)入盲管內(nèi)。該盲管外壁包裹一層或多層濾布，以防止泥沙進(jìn)入盲管。這里的盲管可以是單獨(dú)的一根管道，例如可以位于管廊頂部中央的透水層中，圖1-2所示的第一管道位于管廊頂部中央的透水層中，有利于管道內(nèi)的水在自身的重力作用下向下流動(dòng)；也可以為雙管或多管聯(lián)用，例如位于管廊上部的透水層中，或者位于管廊上部?jī)蓚?cè)的透水層中，優(yōu)選對(duì)稱地布置。同時(shí)，第一管道和/或第二管道縱向布設(shè)。

沿管廊長(zhǎng)度方向，每隔一段距離，給水管2引出一個(gè)第一分支管21，該第一分支管21穿過管廊壁與第一管道5相連通，且該第一分支管上設(shè)有用于控制給水管啟閉的控制裝置22。這里的控制裝置例如可以為消防傳感器(煙感或溫感等)，同時(shí)可在分支管上設(shè)有閥門以及與消防傳感器相聯(lián)動(dòng)的閥門。由于第一分支管穿透管廊壁與縱向埋設(shè)在透水層中的盲管相連接，盲管的長(zhǎng)度要與分支管的間距相匹配。排水管3延伸出第二分支管31，該第二分支管31穿過管廊壁與第二管道6相連通，且該第二分支管31上設(shè)有用于控制排水管啟閉的控制裝置22。這里的第二管道6可以是位于管廊的底部埋設(shè)有收集水的盲管，該盲管連接一段普通水管，從管廊底部穿透管廊與管廊內(nèi)消防傳感器聯(lián)動(dòng)的閥門及排水管相連接。另一種情況是，管廊內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)控制給水管和排水管啟閉的控制裝置。在無火災(zāi)時(shí)，消防傳感器聯(lián)動(dòng)閥門處于常閉狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防傳感器聯(lián)動(dòng)閥門自動(dòng)打開，水進(jìn)入管廊外部的盲管并進(jìn)入透水層，在重力作用下，逐漸向管廊四周透水層流動(dòng)和滲透，從而在廊體四周形成有流動(dòng)的冷卻水的冷卻層，以防止鋼結(jié)構(gòu)管廊廊體溫度過高，廊體外側(cè)回填土壤中產(chǎn)生水蒸汽，并在臨界溫度范圍內(nèi)工作，不會(huì)坍塌；水流繼續(xù)向下流動(dòng)，流動(dòng)到廊體底部或底部?jī)蓚?cè)時(shí)，埋設(shè)在此處的集水盲管，開始收集流來的水，并在重力作用下，通過普通連接水管，流入管廊內(nèi)部底部的排水管，此時(shí)底部連接水管上消防傳感器聯(lián)動(dòng)閥門已自動(dòng)打開，水可以暢通地進(jìn)入排水管。如圖4所示，通過排水管3流入管廊內(nèi)的集水坑9，集水坑9水量達(dá)到一定水量后，自動(dòng)啟動(dòng)排水泵，將集水坑9內(nèi)的水排出管廊，其中，排水管的設(shè)置略有傾斜，有利于排水。火災(zāi)得到控制后，手動(dòng)或消防聯(lián)動(dòng)復(fù)原閥門。

實(shí)施例2

圖3所示為本發(fā)明另一種鋼質(zhì)地下綜合管廊，該管廊內(nèi)部不需要設(shè)置給水管，而是充分利用豐富的地下水，因此適用于地下水位較淺的的富水地區(qū)。在管廊1內(nèi)布設(shè)排水管3，沿管廊1外壁設(shè)置透水層4，并在透水層4和周圍的回填土5之間設(shè)有用于將回填土5中的地下水引入透水層4的第三管道7，同時(shí)在管廊下部和/或下部?jī)蓚?cè)的透水層4中設(shè)有用于連通排水管3并將收集的水排出透水層4的第四管道8，其中，所述透水層中的水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)處于流動(dòng)狀態(tài)。其中，第三管道7和第四管道8也可以為管壁上布滿小孔的盲管，用來收集廊體周圍的水或?qū)⒚す軆?nèi)的水滲透到管廊周圍的回填介質(zhì)中，其中，第三管道7可以位于管廊兩側(cè)，橫向布置，也可以位于管廊上部，縱向布設(shè)。排水管3延伸出第三分支管32，該第三分支管32穿過管廊壁與第四管道8相連通，且該第三分支管32上設(shè)有的控制裝置22用于控制排水管啟閉。如圖4所示，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，管廊內(nèi)部底部的消防傳感器聯(lián)動(dòng)閥門打開，廊體周圍透水層內(nèi)的水，在重力作用下，通過集水盲管和中間連接的普通水管，流入管廊內(nèi)的排水管，這時(shí)透水層內(nèi)的水是流動(dòng)的冷卻水，能防止管廊的鋼質(zhì)管壁在火災(zāi)狀況下溫度過高，廊體外側(cè)回填土壤中產(chǎn)生水蒸汽保證鋼材在臨界溫度范圍內(nèi)工作，不會(huì)坍塌。

上述兩種管廊中的透水層的厚度為5-50cm。透水層可以選用砂礫、碎石、粗砂、中砂、細(xì)砂、礦渣、礦物纖維中的一種或多種，也可根據(jù)透水材料的透水性能設(shè)置。

實(shí)施例3消防實(shí)驗(yàn)

將地下鋼結(jié)構(gòu)管廊墻板分別置于夯實(shí)的常態(tài)土壤、含飽和水分的粗砂、在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料10mm厚，以及有流動(dòng)水的細(xì)砂，然后進(jìn)行防火消防實(shí)驗(yàn)，得到如下結(jié)果：

1.對(duì)于內(nèi)部水不能流動(dòng)的土壤或者粗細(xì)砂，都不能有效地導(dǎo)熱散熱，不能有效地抑制溫升。

2.砂體、土體中的受熱空氣及汽化的水蒸汽對(duì)封閉的工程環(huán)境會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，是工程隱患。

3.涂有導(dǎo)熱系數(shù)為0.151w/(m.k)的防火涂料的鋼板相對(duì)無防火涂料的鋼結(jié)構(gòu)能有效延緩溫升速度，但達(dá)不到三小時(shí)耐火極限要求；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生大量水蒸汽，土體中的受熱空氣及汽化的水蒸汽對(duì)封閉的工程環(huán)境會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，是工程隱患。

4.水的導(dǎo)熱能力明顯，但在夯實(shí)的土壤中流通性很差，在砂中的流通性尚可，粗砂的水流滲透能力強(qiáng)于細(xì)砂，在水份有效流動(dòng)的細(xì)砂中可以達(dá)到耐火極限三小時(shí)的要求，在水份能有效流動(dòng)的粗砂中也可以達(dá)到耐火極限三小時(shí)的要求。

5.砂礫、碎石、中砂、礦渣、礦物纖維的水流滲透能力均強(qiáng)于細(xì)砂，同理在水份能有效流動(dòng)的上述介質(zhì)中也可以達(dá)到耐火極限三小時(shí)的要求。