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【人防防护设备系列】防护设备发展概况

2022-06-13 11:14:07

防护设备发展概况防护设备发展概况

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 防护设备的发展是随着进攻武器的发展和社会经济的发展而不断发展的,进攻和防护是矛盾的两个方面,有什么样的武器就需要有相应的防护设备来对其进行防护,社会经济的发展为防护设备的发展提供坚强的经济后盾和技术支撑。

  在二战之前,武器的威力较小,精度很低,防护工程基本上就是一个地下掩体,工程口部都没有安装现代意义上的防护设备,既便到了朝鲜战争时期,中国人民志愿军的首脑指挥工程中也还没有安装防护设备,在美军燃烧弹的打击下,造成了重大的人员伤亡。上世纪末的阿富汗塔利班政权,由于缺乏经济实力和技术支撑,虽然面临美国高技术武器严重威胁,也没有能力在他们的坑道工程中设置防护设备,在美军的打击下损失惨重,政权很快垮台。

  随着原子弹的出现,武器的破坏威力大大提高,防护设备才得以迅速发展。防护设备在发展的初期,主要是以核爆冲击波为防护对象,防护设备的抗力级别也是以防核爆冲击波超压进行划分确定的。

  我国的出入口防护设备严格说来共发展了两代产品。在八十年代之前,由于钢材的产量较低,深挖洞广积粮中修建的人防工程中大部分都是采用钢筋混凝土人防门,只有在高级别的指挥工程才有少量的钢结构防护门。


  钢筋混凝土人防门的优点是造价低,但存在重量大、运输安装困难、容易发生磕碰损坏、密闭性能不可靠等缺点。钢筋混凝土门防早期核辐射的性能比钢结构门要好,但门扇的厚度不能满足防早期核辐射的要求,口部防早期核辐射的问题还主要依靠建筑布局来解决。

  为解决钢筋混凝土人防门存在的问题,采取了多种改进措施,这些措施主要包括:在门扇的周边增加钢质包边,防止磕碰损坏;将普通混凝土改为高强混凝土或纤维增强混凝土,减轻门扇的重量,以改善运输安装条件;改变密封型式以改善密闭性能。


  钢筋混凝土人防门通过采取多种改进措施,一些技术缺陷得到了明显改观,但仍无法摆脱结构笨重、大尺寸人防门制作安装困难的状况,制作门扇的主要材料仍然是混凝土类材料,和早期的钢筋混凝土人防门没有根本性的差别,均应属于第一代的出入口防护设备。

  随着技术的进步和社会经济的不断发展,钢结构人防门的种类不断增多,在人防工程中的应用迅速增长,和混凝土人防门相比,钢结构人防门的突出优点是重量轻,大尺寸人防门的制作和安装都比较方便。

  早期的普通钢结构人防门有一个突出通道地面的门槛,虽然结构简单,使用维护方便,但不便于人员和车辆通行,现在主要用于出入不是很频繁的出入口。

  为了解决普通人防门地面有门槛,不便于大量人员通行的问题,研制成功了升降式人防门。升降式人防门的门框前面设有一个沟槽,平时这个沟槽是用钢板盖上的,和地面平齐,方便人员通行,在战时,把沟槽上的盖板取走,把门扇关上之后,先将门扇降到沟槽内,再把门扇锁闭固定好。开门时先把门扇升到地面以上,然后再转动打开。起初的升降门是用液压千斤顶在门轴下端升降门扇,操作不方便,为改善门扇升降的操作性能,改进后的升降式人防门将升降操作机构放在了门扇上,每扇门上的闭锁启闭改为一个手轮操作。由于门扇的重量较大,门扇的升降操作比较费时费力。


 为解决便于平时通行能问题,还研制了活门槛人防门。活门槛人防门的门槛平时可以不安装,保证通道地面平整,临战时把门槛安上,实现门的防护功能。虽然活门槛人防门不用费时费力地升降门扇,但活门槛平时需要拆下保存,容易丢失。双扇门的活门槛还要用来承受冲击波荷载,活门槛的结构重量较大,固定螺栓较多,临战安装时也存在较多不便。


  为进一步完善人防门的使用功能,克服升降门和活门槛门的缺点,研制出了无门槛人防门。无门槛人防门的一个显著特点是,在门扇上设有一套地面密封机构,平时这套机构和地面密封梁一起挂在门扇上,当门扇关闭并上锁到位后,扳动升降机构的手柄转动约90°,降下地面密封梁,就可以实现地面和门扇的密封。闭锁机构通过手轮带动门扇上的锁头同步动作,锁闭门扇。每扇门的上边两个锁头可以承受反向荷载,门扇下边的一排锁头可将作用在门扇上的正向冲击波荷载传递给下门框。无门槛人防门平时没有突出地面的门槛,方便人员和车辆的通行,临战转换时,既不用升降门扇,也不用提前安装活门槛,仅在门扇关闭到位后,直接扳动手柄,降下密封梁,既可完成由平时向战时功能的转换,由战时向平时功能转换时,按关门时的反向顺序将门开启既可,平战功能转换非常快捷。


(钢结构无门槛人防门)

       为提高人防指挥工程的自动化水平和快速反应能力,研制成功了电控人防门。电控人防门的孔口尺寸一般比较小,设置在人防指挥工程的主要出入口,均为单扇门,采用钢材制作,可以就地控制和中央控制室控制,失电时可以手动启闭。该门通过机构的顺序动作,用一台电机既实现了门扇启闭,又实现了闭锁的启闭。

      随着近年来我国地下轨道交通工程的快速发展,地铁人防工程建设对防护设备的需求迅猛增长,由于地铁人防工程的特殊性,一大批专为地铁人防工程研制的防护设备应运而生。

       图1-13为地铁通风道上的胶管活门防护门,设在通风道的最外侧。这种防护设备是将钢结构防护门和胶管活门相结合,平时门扇处于开启状态,满足地铁运营时的大通风量要求,战时关闭门扇,上面的胶管活门可以实现对通风道的防护,设置在进风道时,门扇的背面还要安装油网滤尘器。

       图1-14为地铁通风道上的密闭阀门防护密闭门,设在胶管活门的内侧。这种防护设备是将钢结构防护密闭门和密闭阀门相结合,平时门扇处于开启状态,满足地铁运营时的大通风量要求,战时关闭门扇,通过门扇上密闭阀门的启闭来控制战时通风系统的运转。当工程外发现毒剂或沾染时,关闭密闭阀门,防止毒剂或沾染经通风道进入车站内,如果外面的空气是清洁的,可以打开密闭阀门进行通风。


图1-15为地铁通风道上的风机密闭门,设在通风道的最内侧。这种防护设备是将钢结构密闭门和风机相结合,平时门扇处于开启状态,满足地铁运营时的大通风量要求,战时关闭门扇,用门扇上的风机来克服通风道防护设备的风阻。通风道进行隔绝防护时,用盖板把风机孔盖上,实现风道的密闭功能。

  图1-16为地铁通风道上的清洁式通风防护密闭门,设在通风道的最外侧。这种防护设备是将胶管活门防护门和密闭阀门防护密闭门的功能集中到一道门上,虽然门的造价有所提高,但节约了宝贵的地下空间,整体效益非常明显。清洁式通风防护密闭门的外面是胶管活门,门腔的中间安装有油网滤尘器,背面设有防护密闭盖板。平时门扇处于开启状态,满足地铁运营时的大通风量要求,战时关闭门扇,需要通风时,打开门扇上的密闭盖板,隔绝防护时,关闭密闭盖板,实现风道的密闭功能。

    图1-17至1-20为地铁区间正线防护密闭门,设在地铁车站之间的区间正线上或出地面的牵出线上,根据地铁的授电方式不同有几种不同的类型。地铁区间正线防护密闭门把地铁线路上的各个车站分隔成相互独立的防护单元,实现分站设防。

    图1-21至1-22为两种地铁区间防淹防护密闭隔断门,设在地铁车站之间的区间正线  上它将区间人防门和防淹门的功能相结合,平时可以防止灾害的扩大,战时可以实现分站设防。为保证平时的防淹功能,均采用电动启闭方式。


  随着电磁武器的发展,人防指挥工程对电磁武器破坏效应的防护日益受到重视,为防止电磁脉冲对指挥通信系统造成损坏,本世纪初研制成功了具有电磁屏蔽功能的防护密闭屏蔽门。这种防护设备是在普通人防门的基础上增加电磁屏蔽措施,削弱从出入口传到工程内部的电磁脉冲强度。


  上述人防门虽然形式多种多样,满足了不同的工程需求,但都属于钢结构的范畴,本质上的区别还不能达到代差的程度,都属于第二代的出入口防护设备。采用新型轻质高强材料的新一代防护设备正在研制之中,也取得了一些成果,但还没有在人防工程中推广应用。

   由于活门在快速关闭的过程中不可避免地存在高速撞击问题和自动复位问题,这种撞击作用力比冲击波超压本身对结构的破坏效应大的多,因此,研制通风口防爆波活门比研制人防门更加困难,我国人防工程中使用的活门仅有悬摆式活门和胶管式活门。

   上世纪六十年代研制的悬摆式活门由于结构简单,功能可靠,一直在人防工程中大量应用,直到本世纪初,由于防电磁脉冲的需要,在悬摆式活门的基础上增加电磁屏蔽措施,研制出了防爆波屏蔽活门,但其基本结构型式没有明显改变。

   上世纪九十年代研制成功了胶管式活门。胶管式活门在冲击波作用下关闭速度快,消波效率高,但受胶管材料性能的限制,活门的抗力只能做到4B级,也不能用在电站的排烟口,在人防工程中的应用受到一定影响。

  密闭阀门也只研制了两种产品。上世纪六十年代研制了弹簧单连杆密闭阀门,它是依靠弹簧的弹力压缩密封条,密闭的可靠性不高,在人防工程中的应用正逐步减少。八十年代研制了双连杆密闭阀门,解决了单连杆密闭阀门的安全隐患。

   防护密闭封堵板、密闭观察窗、防爆超压排气活门都仅研制了一种产品。

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