新型隔斷門在地下鐵道人防工程中的應(yīng)用

【摘 要】 本文在分析現(xiàn)有的幾種地鐵人防隔斷門特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，簡述了為今后城市新建地鐵研制的新型隔斷門的特點(diǎn)介紹了兩類帶有關(guān)鍵技術(shù)的新型隔斷門．最后還指出了新型隔斷門的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】 地下鐵道 人防工程防護(hù)設(shè)備 平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換

1前言
冷戰(zhàn)結(jié)束后，和平與發(fā)展成為時代的主旋律，但世界并不平靜，局部戰(zhàn)爭此起彼伏?？找u已是現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中重要的作戰(zhàn)手段，而敵人首選空襲的目標(biāo)則是城市。城市中的人防系統(tǒng)在反空襲戰(zhàn)爭中起著巨大的作用，城市地鐵中的人防系統(tǒng)是城市人防中一個極其重要的組成部分。地—F鐵道建設(shè)應(yīng)當(dāng)兼顧人民防空的需要，人防工程做到平戰(zhàn)結(jié)合，綜合利用。
地鐵工程平時是城市地下交通干道，戰(zhàn)時是城市人民防空疏散干道、物資儲存庫、人員待蔽部或人員掩蔽部。平時各個車站、區(qū)間隧道相互連通，通車運(yùn)營，戰(zhàn)時可以隔斷成相互獨(dú)立的防護(hù)單元。
防護(hù)單元的劃分是以一個地下車站加上與其相連的區(qū)間隧道段為一個獨(dú)立的防護(hù)單元。各防護(hù)單元中防護(hù)設(shè)備及內(nèi)部設(shè)備配套成獨(dú)立系統(tǒng)，自成體系，戰(zhàn)時防空，平時防災(zāi)。各防護(hù)單元之間要求有能承受雙向荷載且具有密閉功能的區(qū)間隔斷門。
目前地鐵人防工程中使用的隔斷門主要有以下幾種
(1)推拉式隔斷門
這種隔斷門為平板結(jié)構(gòu)，有鋼絲繩牽引及液壓傳動兩種驅(qū)動方式。推拉式隔斷門不僅使用、維護(hù)不便，停電時手動操作困難，而且需要占用較大的土建空間，加工成本高，運(yùn)輸、安裝及調(diào)試都比較麻煩。
(2)立轉(zhuǎn)式隔斷門
目前有幾種型式的立轉(zhuǎn)式隔斷門分別應(yīng)用于北京、上海及深圳等地鐵的人防系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)型式大多為平板結(jié)構(gòu)，也有為拱形結(jié)構(gòu)的；驅(qū)動方式有電動，也有手動。雖然各種隔斷門各有特點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題：如有的隔斷門閉鎖機(jī)構(gòu)與軌道密封裝置不能聯(lián)動，須要幾個人操作，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時間較長；有的隔斷門的軌道密封裝置需要臨戰(zhàn)前單獨(dú)設(shè)置；有的隔斷門鉸頁沒有考慮壓縮密封膠條時門扇的平移量，使得關(guān)閉門扇時反彈較大。
2 新型隔斷門的特點(diǎn)
為了在今后的地鐵人防工程中較好地發(fā)揮隔斷門的功能，克服以往隔斷門存在的不足，我們特意研制了新型地鐵區(qū)間防護(hù)密閉隔斷門，它主要有以下幾個特點(diǎn)：
2．1 門扇、門框承受正反向荷載及保證運(yùn)輸、安裝的要求
由于地鐵隧道平面設(shè)有軌道，門框下部不能設(shè)置固定門檻，因此隔斷門結(jié)構(gòu)主梁只能采用左右橫
向受力的布置形式。對于門扇所受的正向荷載，由門框直接承受。對于門扇所受的反向荷載，則通過門扇上的閉鎖鎖頭傳遞給門框，最后由與門框相連的錨固鉤受拉來承受門扇傳宋的反向荷載。
由于隔斷門外形尺寸較大，又是安裝在隧道的中間，若門扇、門框加工成整體，將給運(yùn)輸和安裝工作帶來無法克服的困難。為此門扇、門框都設(shè)計成分體式，各部分先在工廠加工好，然后運(yùn)到施工現(xiàn)場，拼裝調(diào)整好后再安裝。門扇分成上下兩半，在對接處設(shè)有定位銷和連接螺栓，加工時對接處兩槽鋼先用定位銷和螺栓連接牢固，各組件按圖放在平臺上組焊，焊好后校正變形，使其平面度符合圖紙要求，然后再將門扇拆分兩半，方可運(yùn)到現(xiàn)場?，F(xiàn)場安裝時，先將門扇上下兩半用定位銷定位對接，擰上連接螺栓，調(diào)平后焊上中縫和中間面板，形成—個整體。門框則做成四段，上、下、左、右各為一段。各段加工好后，在平臺上拼裝，采用水平儀控制門框表面的平面度，平面度達(dá)到要求后，將門框四邊在平臺上用螺栓連接成型，并將門框四角墊高且固定牢靠，最后鉆定位銷孔，打入定位銷定位。運(yùn)輸時將各段拆開，運(yùn)到現(xiàn)場后再組裝成一個整體，調(diào)整完畢后把對接處焊牢，并焊上臨時支撐，然后安裝。
2.2 閉鎖與鉸頁
由于門扇橫向受力，閉鎖鎖頭必須左右布置，手動機(jī)構(gòu)設(shè)在中間，通過蝸輪減速器和連桿來實(shí)現(xiàn)開鎖、關(guān)鎖。隔斷門的閉鎖有三個作用，一是提供擠壓密封膠條的力，二是承受門扇傳遞的反向荷載。三是聯(lián)動軌道密封梁。隔斷門尺寸較大，反向荷載相應(yīng)也就較大。閉鎖鎖頭材料采用45號鋼，為了使鎖頭受力合理，也為了使門扇受力均勻，經(jīng)計算在整個門扇上布置了8個鎖頭，每邊4個，對稱布置在每根橫向受力梁的兩端，保證將門扇所受的反向荷載均勻地傳給門框。為了使操作輕便，手輪處設(shè)有蝸輪減速器和螺旋傳動裝置，鎖頭與鎖座孔之間裝有銅套，并注入潤滑油，以減小關(guān)鎖和開鎖時所需的力。
對隔斷門這種大尺寸、大重量的門來說，鉸頁的輕便、靈活是非常重要的。本設(shè)計采用門軸式雙鉸頁方案，門軸式雙鉸頁由門框鉸座、門扇鉸座、連接臂、承重臂四個部分組成。它有如下優(yōu)點(diǎn)：一是運(yùn)轉(zhuǎn)靈活輕便；二是考慮了壓縮膠條時門扇的平移量，所以關(guān)門時反彈小，有利于關(guān)鎖和操作軌道密封梁；三是運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無振動、無噪聲；四是加工、安裝方便，標(biāo)準(zhǔn)化與互換陛高，成本低；五是便于維護(hù)和保養(yǎng)。
2．3 密封措施
整個門扇的密封、道床平面的密封以及軌道側(cè)槽的密封是由閉鎖機(jī)構(gòu)和密封梁升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械順序動作來實(shí)現(xiàn)的。
(1)門扇密封措施。隔斷門門框的上、左、右三邊都裝有密封膠條，門扇周邊焊有嵌壓板，門扇關(guān)閉后嵌壓板嵌壓密封膠條實(shí)現(xiàn)隔斷門的密閉功能。隔斷門下沿裝有升降式密封梁，梁上設(shè)有兩道密封膠條，一道裝在密封梁靠上部，用來保證梁與門扇之間的密封，另—道裝在密封梁下面，其上帶有軌道槽密封塊，用來保證密封梁與道床平面及軌道側(cè)槽之間的密封。由于此兩道密封膠條的兩端均切成45度斜口，正好與門框上的密封膠條45度斜口相吻合，所以能保證做到密封可靠。
(2)道床平面和軌道側(cè)槽的密封措施。地鐵區(qū)間隔斷門設(shè)計的難點(diǎn)是門扇底部與軌道道床平面及軌道側(cè)槽間的密封，本設(shè)計采用了在門扇下部設(shè)置升降密封梁的方案。該方案由密封梁和升降機(jī)構(gòu)兩部分組成，通過連桿與閉鎖機(jī)構(gòu)聯(lián)動，使密封梁隨閉鎖的開關(guān)而上下運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)門扇與道床平面的密封及軌道側(cè)槽的密封。
(3)采用升降密封梁的優(yōu)點(diǎn)。
①機(jī)構(gòu)簡單可靠，不需要為升降密封梁另搞一套傳動機(jī)構(gòu)，而是通過帶滑槽的轉(zhuǎn)臂與閉鎖機(jī)構(gòu)的聯(lián)動來實(shí)現(xiàn)密封梁的升降動作。
②操作簡單快捷，便于隔斷門的平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換。整個門扇的密封、道床平面的密封及軌道側(cè)槽的密封都是由一套蝸輪—螺旋傳動機(jī)構(gòu)及連桿的機(jī)械順序動作來實(shí)現(xiàn)的，只要轉(zhuǎn)動手輪，即可自動地按順序完成開、關(guān)閉鎖及升、降密封梁的全套動作，并不因為設(shè)有密封梁而額外增加操作步驟。
③密封可靠。
2．4 行車安全保障措施
隔斷門設(shè)在地鐵的運(yùn)行正線上，必須確保運(yùn)營的絕對安全，為此采取了三套安全措施：第一套是電信號，第二套是機(jī)械鎖，第三套是安全銷。
電信號是指在門的開、關(guān)終上位置都設(shè)有行程開關(guān)，門開到位、關(guān)到位、脫離正常位置都可給出相應(yīng)的信號，也可與行車信號相關(guān)聯(lián)，即門扇一旦脫離安全位置，可以讓列車自動停車。機(jī)械鎖是在門扇側(cè)面裝上帶鎖的千斤頂。千斤頂既能減輕鉸頁的負(fù)荷，防止門扇下垂，又能鎖住門扇，防止門扇自關(guān)，或非維修人員隨意關(guān)門，而且千斤頂還與門扇開到位的行程開關(guān)聯(lián)動，即只有當(dāng)門扇開到位并鎖住機(jī)械鎖后才會給出開門終了的電信號。安全銷將門扇與緩沖裝置通過銷軸連接在一起，既保證門扇的安全固定，又使得關(guān)門時操作方便。
2．5 排水溝防護(hù)密閉閘板
地鐵行車正線軌道線路中央都設(shè)有排水溝，為保證戰(zhàn)時地鐵相鄰區(qū)間既相互具有防護(hù)密閉功能，又防止被染毒的水流人另一個防護(hù)單元，需要專門設(shè)計用于排水溝的防護(hù)密閉閘板。排水溝閘板由門框、閘板、密閉膠條和閉鎖四部分組成。由于排水溝內(nèi)長年有污水，環(huán)境潮濕，門框銹蝕后不易更換，所以門框用不銹鋼制作。密封條和閉鎖都安裝在閘板上，閘板平時存放在大門背后的側(cè)墻上。戰(zhàn)時需要關(guān)閉排水溝時，將閘板取下，兩手抓住“T”字形閉鎖手柄，對準(zhǔn)孔位往下按即可鎖緊，動作十分簡單。
3 兩類新的技術(shù)措施
3.1隔斷門防淹功能的實(shí)現(xiàn)
城市地下鐵道經(jīng)常有處于地下過河段的情形，常規(guī)的做法是在區(qū)間過河段的兩端分別單獨(dú)設(shè)置防淹門及隔斷門。天津地鐵—號線西站至洪湖里區(qū)間就必須經(jīng)過子牙河，天津市地下鐵道總公司根據(jù)天津市人民防空辦公室下發(fā)的津防辦(2000)23號文《關(guān)于天津地下鐵路工程設(shè)防問題的批復(fù)》及天津市地鐵總體設(shè)計要求，為了節(jié)省土建及設(shè)備投資，做到施工、安裝及使用、維護(hù)方便，確定了“腳地下鐵道水域下的區(qū)間隧道防淹門宜與人防區(qū)間防護(hù)密閉隔斷門相結(jié)合’的原則。
根據(jù)地鐵區(qū)間防護(hù)密閉隔斷門兼作防淹門的使用特點(diǎn)，即僅當(dāng)子牙河河底段區(qū)間隧道遭到破壞時，防淹門才起作用，除此之外，無論是平時還是戰(zhàn)時，區(qū)間隧道內(nèi)都是無水的，因此該防淹門不是象普通水閘門那樣長期浸泡在水中。而通常情況下需要關(guān)閉防淹門時是有一定的征候的，因此關(guān)閉防淹門時具有一定的反應(yīng)時間，不會出現(xiàn)在有水流時關(guān)閉防淹門的情況。鑒于上述原因，本隔斷門的設(shè)計方案優(yōu)先考慮手動立轉(zhuǎn)式鋼結(jié)構(gòu)單扇平板門。設(shè)計荷載按6級人防抗力級別(雙向受載），門扇迎水面按子牙河18m深水頭即水壓力P水＝0.18MPa；門扇關(guān)閉方向為順?biāo)鞣较颉?BR> 總參工程兵第四設(shè)計研究院特為天津地鐵穿越子牙河底段設(shè)計了集防淹、防護(hù)、密閉功能為一體的地鐵區(qū)間隔斷門TYFM3538(6)， 以達(dá)到平時防災(zāi)，戰(zhàn)時防空的目的。該產(chǎn)品由天津一建金屬結(jié)構(gòu)總廠進(jìn)行了試制，并于2001年9月29日通過了由天津市人民防空辦公室組織的產(chǎn)品鑒定。
3．2 曲線段大超高值軌道的密封
3．2．1 曲線段大超高值軌道的密封研究
常規(guī)的隔斷門只能在線路的平直段設(shè)置，即要求設(shè)置隔斷門處橫斷面及縱斷面的軌道均不允許有任何坡度，否則將會影響隔斷門門扇的正常開啟及隔斷門的雙向密封。由于受改造線路的制約，有些地鐵需要在區(qū)間的某些曲線段設(shè)置隔斷門，而曲線段的隔斷門必將帶來軌道的超高問題，即兩根軌道不在同一水平面上，例如天津地鐵一號線二緯路站北端左線設(shè)置隔斷門處的軌道超高值達(dá)110mm，給設(shè)備的防護(hù)和密閉都帶來很多困難，這些都是常規(guī)的隔斷門所不能勝任的。
3．2．2設(shè)備適應(yīng)結(jié)構(gòu)沉降的措施研究
有些地鐵的既有線改造工程存在結(jié)構(gòu)沉降問題。隔斷門門框是隨著區(qū)間隧道重新打筑時安裝的，此時由于舊結(jié)構(gòu)的破除，新結(jié)構(gòu)處于隆起狀態(tài)，等到重新鋪設(shè)線路軌道時，結(jié)構(gòu)或多或少地存在不同程度的沉降。但是由于既有線的其余部分早已鋪設(shè)完畢，即處于結(jié)構(gòu)沉降位置處的線路軌道的高程已定，已不能跟隨結(jié)構(gòu)整體下降，造成此處的軌道平面凸出于隔斷門下門框平面。在這種情形下隔斷門如何來適應(yīng)結(jié)構(gòu)沉降帶來的一系列問題，即如何保證隔斷門功能的正常發(fā)揮需要認(rèn)真研究。
4 應(yīng)用前景
新型隔斷門采用了門扇門框分體設(shè)計、聯(lián)動式閉鎖、通軸式雙節(jié)點(diǎn)鉸頁、升降式密封梁、軌道密封箱等多項先進(jìn)技術(shù)，具有操作簡單、平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換快、加工運(yùn)輸安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，必將在今后的人防工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。新研制的隔斷門使用、維護(hù)方便，升降式活門檻與閉鎖聯(lián)動，整個子戰(zhàn)轉(zhuǎn)換過程只需一人操作，時間約為3min。
使用新研制的立轉(zhuǎn)式隔斷門，不必占用龐大的土建空間而且制造及安裝簡便，可以節(jié)約土建及
設(shè)備開支。此隔斷門的研制應(yīng)用將完善地鐵的人防防護(hù)功能，必將在今后的高技術(shù)局部戰(zhàn)爭條件下起到十分顯著的防空能力。