广州巨安人防工程有限公司 广东广州 510032
摘要：本文主要对固定卷扬垂直升降式防淹防护密闭门设计进行了阐述，包括总体型式与功能实现、主体系统、驱动与安全系统及智能控制与水位监测报警系统，该电动升降式防淹防护密闭门将在广州地铁11号线应用，具有重要的现实意义。
关键词：电动升降式；防护密闭门；设计
地铁过江隧道智能防淹防护密闭门首先能解决过江隧道的人防要求，该门既具有一定的抗冲击波能力，能够满足工程抗预定级别的核武器和常规武器的打击，又具有密闭功能，能够防止战时核武器产生的放射性沾染和生化武器，而且还可以在平时防止恐怖袭击产生的各种危害因素；其次该门还能解决过江隧道的防淹、防洪问题，防止意外情况引起的洪水涌入车站和相邻区间，使人民的生命安全免遭威胁，国家经济财产免遭损失。
1方案确定
为满足地铁过江隧道工况设防难题，研制兼顾防护密闭和防淹的防淹防护密闭隔断门，研制原则是防护密闭与防淹并重，结构设计、计算、材料选用等各分项均按两者中要求较高者计。同时满足两者要求的前提下，提高项目的综合性能。为适应地铁区间不同位置不同结构工况，有多种防淹防护密闭隔断门，本文对固定卷扬垂直升降式防淹防护密闭门进行了阐述。
2 总体型式与功能实现
防淹防护密闭门基本组成见图1。按功能系统分，电动防淹防护密闭门主要由以下三大部分组成：主体系统、驱动与安全系统、智能控制与水位监测报警系统。主体系统包括门扇、门槽，门扇上设滚轮、胶条、泄水阀等，门槽上设挤压块等，共同完成对孔洞的防护密闭；驱动与安全系统又由启闭机、安全与下压机构两部分组成，启闭机用于起降门扇，本系统采用固定卷扬机完成此功能；安全系统由挡板小车、小车轨道、承载梁、推动小车的电动推杆等组成，主要用于平时开门状态下承载门扇；下压机构座于小车上，关门困难时下压机构可提供额定5吨的下压力；智能控制与水位监测报警系统对整套系统中的启闭机主电机、电动推杆、下压机构电机进行控制，对防淹门系统状态信号、水位报警信号进行判断决策，与车站综控室、IBP盘（integrated backup panel）（又称综合后备盘）、信号系统、配电系统等进行交流，实现对防淹门系统的综合监测与控制。
3.3 门框
为适合于过江隧道结构，门框主要由内侧门框组件、外侧门框组件、下门框组件、临时支撑、中门框组件、侧板、连接角钢、贴角板、螺栓、垫圈、内螺纹圆锥销等零部件组成。过江隧道智能型防淹防护密闭门门框设计时，采用挤压轮和挤压轮斜块固定门扇，完成门扇的四边与门框之间贴合。由挤压轮和斜块承担门扇反向传来的水头压力。
门扇以横向梁作为承受面板荷载的主要受力构件，受载时，门扇所受荷载全部通过门扇上的挤压轮和挤压轮斜块传至门框，最终传递给门框墙来承受。
过江隧道智能型防淹防护密闭门门框设计时，采用挤压轮和挤压轮斜块固定门扇，完成门扇的四边与门框之间贴合。由挤压轮和斜块承担门扇反向传来的水头压力。
3.4 密封系统
在门框上安装了型胶条，在下门框里安装密封胶块，门扇关闭后形成一封闭环，保证了门扇与门框之间的密闭。为了确保型胶条与门框固定牢靠，在型胶条的两侧安装胶条压板。此外，为了使下门框里的密封块与门扇下部密闭配合，在门扇的下部安装了密闭胶皮，有效地保证了密闭性。
3.5 挤压轮系统
挤压轮系统是解决门扇升降与门扇受力的关键技术点。挤压轮系统是由十六个挤压轮装置和挤压轮斜块组成，分别由四种尺寸和结构不同的挤压轮和挤压轮斜块组成，每种型号的挤压轮和挤压轮斜块分别有四个，相同型号的挤压轮和挤压轮斜块分别错位布置在门扇和门框上，布置在门扇下边的挤压轮无障碍地越过布置在上边的挤压轮斜块，门扇关闭到位后，挤压轮刚好位于挤压轮斜块槽中平台位置，而挤压轮两侧的支撑板刚好与挤压轮斜块的倾斜面平行配合，配合间隙为2mm，此时门扇上的水头压力增大到一定程度后，挤压轮两侧的支撑板和挤压轮同时受力，避免挤压轮损坏，从而达到承受比较大的水头压力。
4 驱动与安全系统
4.1系统原理及组成
驱动及安全系统主要包括启闭机系统、安全及下压机构两个子系统。启闭机系统采用固定卷扬式启闭机，对局部结构进行了改进以满足战技要求和地铁实际情况。
挡板小车为防淹防护密闭门系统的安全机构，位于中隔板中央位置，由电动推杆推动动作，有两个作用：一是门扇升起时，小车伸出承载门扇，此时为整个系统的平时开门状态，小车主要承受弯矩；二是作为下压机构的基座。下压机构座于挡板小车上，当门扇下降关门困难时，下压机构下压门扇使其关门到位，下压反力通过挡板小车传于中隔板结构中。
4.2 启闭动作流程
平时地铁运营时，防淹防护密闭门系统处于开门状态，挡板小车伸出承载门扇，置于中隔板上。遇战时或灾害等紧急情况，按综控室指令，系统关门实现防护功能。
4.3 启闭机系统
采用2160KN固定卷扬式启闭机作为启闭设备，对标准启闭机进行了改进，增加了手动开门的自锁功能。主要结构由以下设备构成:左卷筒装置、右卷动装置、电动机、减速器、制动器、平衡轮装置、动滑轮装置、联轴器、左机架、右机架、中间轴装置、高度指示器、调速器、手摇机构等组成。
启闭机为双吊点，有两套卷扬系统组成，两套卷扬系统中间由同步轴连接,卷扬系统由1台电动机通过带制动轮联轴器与减速器高速轴连接，卷筒上钢丝绳通过动滑轮和平衡滑轮启闭门扇。
4.4 安全与下压机构
安全与下压机构主要包括挡板小车、推动小车的电动推杆、轨道系统、下压机构、下压辅助机构几部分。
挡板小车为安全机构的主体，安装于中隔板的小车轨道上，靠电动推杆推动伸缩，开门后伸出以承载门扇。下压机构坐落于小车上，关门困难时，下压机构下压门扇关门,可提供5吨的下压力。下压辅助机构用于手动下压时缩减下压操作时间，平时置于一侧，使用时插入门扇上方的孔内即可。
5 智能控制与水位监测报警系统
每1樘防淹门设一个就地控制柜，柜内设一台PLC，均有计算机通信接口，可对防淹门进行现地控制和远方控制。能够在远方（车站综合控制室）和现地实现防淹门的控制、运行监视和水位检测等功能。
就地控制柜均设置权限转换开关，分为就地控制、车站控制、检修模式共三种模式。每1套防淹门设置1套独立的、以PLC为核心的控制设备。利用PLC通信接口模块、硬布线（I/O），并通过硬线（ZR-KWP22）与车站的IBP连接，通过光纤网络与车站MCS系统连接，实现与车站监控系统的通信，实现车站监控系统对防淹门的运行状态及信息参数等进行监视。
为保障行车安全，平时运行控制方式总的要求是：区间水位报警为自动报警方式，门体控制为人工操作控制模式。根据需要，在通过信号系统确认后，通过车控室IBP或就地控制柜下发开/关防淹门等相关控制命令至现地单元PLC，实现防淹门的开/关防淹门控制。
6 结论
电动升降式防淹防护密闭门可解决过江隧道工程在设防中须将战时防空、平时防淹（防灾）功能结合在一起的技术难题，功能完善，使用安全、可靠，平战及战平转换快捷。将防淹与防护密闭功能有机结合在一起，可节省工程投资，具有良好的战备效益、社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]刘颖,张瑞龙,卢屹东等.地铁隧道防淹门控制系统的研究[J].铁道标准设计,2012,(10):76-80
[2]倪士浩.地铁防淹门系统的方案比选和设计[J].铁道标准设计,2008,(11):118-122
[3]陈伯时．电力拖动自动控制系统[M]．4版．北京：机械工业出版社，2010：147-156．
[4]卢永芳，张玉均．PLC控制系统可靠性设计[J]济源职业技术学院学报，2009，8(3)：29—31
[5]孙增田．广州地铁2号线防淹门系统的设计分析[J]．都市快轨交通，2004，17：79-82
[6]张惺．地铁信号系统与防淹门系统的接口设计[J]．铁道通信信号，2007，43(8)：55-57
论文作者:何卉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/29
标签：门扇论文; 系统论文; 门框论文; 防护论文; 机构论文; 小车论文; 挡板论文; 《防护工程》2018年第22期论文;