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綜合管廊逃生井蓋設計思考
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行分析，針對性的提出了滿足相應功能需求的逃生井蓋設計方案。
關鍵詞：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，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“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部逃生的的重要出口，根據GB50838《城市綜合管廊工程技術規范》規定，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）、防爆型艙室即燃氣管線艙室；（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、輕松開啟關閉功能即可。
三、綜合管廊逃生井蓋設計方案
3.1 智能化逃生井蓋的設計方案（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，經常會接受雨水及其他外界物質的侵蝕，為了保護管廊內的管線不受外部雨水進入而腐蝕，井蓋需具有防水、防腐蝕功能，同時為了保護綜合管廊內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，為了增加管廊內部人員的安全性，緊急情況下井蓋可手動方式驅動井蓋開啟，即井蓋具有失電逃生功能。
（2）技術方案
井蓋材質采用碳鋼或者球墨鑄鐵，碳鋼井蓋金屬表面進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、閉驅動方式為液壓油缸驅動，液壓油缸的驅動方式分為電動液壓驅動和手動液壓驅動兩種，電動液壓驅動方式為常規情況下使用方式，即管廊相關工作人員出入井口進行常規檢查、維護等工作時使用；手動液壓方式為斷電緊急情況下使用方式，管廊內出現斷電故障或發生火災等緊急情況時，管廊內人員用于離開或逃離管廊內部時使用。同時井蓋和井座之間設有密封圈，起到密封防水功能。液壓油缸連接井蓋和井座，井蓋關閉時液壓油缸在液壓系統自身的保壓作用下，僅憑人力很難開啟井蓋，起到防盜功能。
（3）系統基本結構組成
本井蓋系統由井蓋本體機械系統，液壓動力系統，電路控制系統等三部分組成。其中電路控制系統集成于液壓泵站系統內部，系統結構原理圖如圖一所示。
圖一 智能化逃生井蓋系統結構原理圖
井蓋本體部分結構由井蓋蓋板、井蓋底座、鉸鏈及液壓油缸等幾部分組成，結構原理圖如圖二所示。
圖二 智能化逃生井蓋本體結構原理圖
（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，此井蓋系統設置了以下擴展功能：
l 控制中心遠程控制井蓋開閉功能：控制中心遠程通過網絡控制井蓋開閉。
l 手機APP現場開閉井蓋功能：手機APP通過藍牙方式現場控制井蓋開閉。
l 手機APP遠程控制井蓋開閉功能：手機APP通過移動互聯網（wifi和4G）和控制中心相連，從而實現控制井蓋開閉。
l 環境監測功能：監測管廊內的有害氣體、氧氣、濕度、溫度等參數，并可通過網絡上報后臺監控中心，做到管廊環境及時監測及為逃生指引提供數據。
l 安全管控功能：
A. 井口設置異物自動探測裝置：確保井口有人或者物品出入時，井蓋無法啟動關閉動作；
B. 在井蓋關閉過程中檢測到有人或者物品出入時，井蓋會立即停止關閉動作并退回，以避免人員或物品損壞。
C. 電氣控制箱設有自鎖式急停按鈕，再緊急情況下課迅速切斷電源，泵站系統停止運行，井蓋關閉或者開啟動作驟停。
3.2防爆型逃生井蓋設計（適用于燃氣倉）
（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，燃氣倉一旦出現燃氣泄露或者火災等情況，管廊內部人員需能快速從逃生井蓋逃離，因此燃氣倉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：在設備使用過程中產生的明火、電氣火花、機械磨損火花、靜電火花、高溫等，尤其當電氣發生故障時易于產生電火花或者發生火災產生點燃源。（2）、易爆物質：可燃性物質。（3）、助燃劑：空氣中的氧氣
防止的產生必然從三個必要條件來考慮，規避了其中的一個必要條件，就消除了的可能性。在燃氣倉的管廊環境中，燃氣為易爆物質，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計。
（3）設計方案
防爆型逃生井蓋系統由井蓋本體機械結構系統、動力傳輸系統、插銷自動閉鎖及開啟機械系統等部分組成，系統中井蓋與井座的連接方式與綜合倉智能化井蓋相同，系統的動力源為專門設計特殊動力裝置，無需電力源，起到消除此系統產生的點燃源的可能性，從而實現了防爆的目的，井蓋材質采用碳鋼或者球墨鑄鐵，碳鋼井蓋金屬表面進行熱電鍍鋅或鈍化處理，球墨鑄鐵井蓋表面噴涂防銹漆，實現防腐蝕措施，同時井蓋和井座之間設有密封圈，起到密封防水功能。井蓋關閉時，井蓋與井座通過鎖合機構鎖死，憑外力很難打開井蓋。起到防盜作用。系統結構原理圖如圖三所示：
圖三 防爆型井蓋系統結構原理圖
（4）工作方式
l 內部打開井蓋：可通過人力直接拉動插銷機構，使得井蓋和井座之間脫離機械鎖合，動力源直接驅動單作用缸無桿腔，2秒內快速打開井蓋。
l 外部打開井蓋：可通過旋轉外部開啟手柄，帶動井內插銷機構，使得井蓋和井座之間脫離機械鎖合，動力源直接驅動單作用缸無桿腔，2秒內快速打開井蓋。
l 內部關閉井蓋：通過人力直接拉動井蓋，直至插銷機構鎖合井蓋與井座。井蓋與井座閉合完成。
l 外部關閉井蓋：通過人力直接下壓井蓋，直至插銷機構鎖合井蓋與井座。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、關閉井蓋，從而順利從井口進行出入或者逃生。同時井蓋處于綜合管廊中間層須具有防腐蝕功能。
（2）設計方案
井蓋材質采用碳鋼，碳鋼井蓋金屬表面進行熱電鍍鋅或鈍化處理，實現防腐蝕目的，此井蓋基本功能為井蓋開啟只需人力內、外直接驅動，無需遠程控制等功能，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。據此我們采用井蓋與井座之間加裝液壓助力桿的結構，液壓助力桿結構簡單經濟，而且大大減小了人力直接開啟或者關閉井蓋時力大小。井蓋的內、外開啟與關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閉。
（3）系統構成
中間層液壓助力系統由井蓋本體機械結構系統、液壓助力桿系統兩部分部分組成。井蓋本體結構系統由井蓋、井座、防水密封圈組成；液壓助力桿系統由兩個液壓助力桿組成，系統結構原理圖如圖四所示：
圖四 中間層逃生井蓋系統結構原理圖
結語：
綜合管廊的產業化是大勢所趨，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品，必然會成為需求量巨大的產品，從綜合管廊產業發展的功能性和經濟性需求及后期的運營維護等方面長遠角度考慮。將綜合管廊逃生井蓋產品類別細分是十分必要的，具有現實經濟性。
當然，隨著綜合管廊的不斷發展，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：
[1] GB50838 《城市綜合管廊工程技術規范》 [S]
[2] GB/T 23858-2009 《檢查井蓋》 [S]
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[5] GB50348 《安全防范工程技術規范》 [S]
[6] GB50396 《出入口控制系統工程設計規范》 [S]
[7] GB50058 《危險環境電力裝置設計規范》 [S]
