[发明专利]寒区地带工程中用的通风管

说明书

技术领域

本发明寒区地带工程建设的基础结构领域，特别涉及一种寒区地带工程中用的通风管。

背景技术

在世界各地寒区冻土带工程建设中，特别是在冻土带修筑的铁路和公路的路基、路堤下部的多年冻土(连续多年冻土和不连续多年冻土)上限的下降所造成的不均匀沉降是造成道路破坏的最主要方式。例如我国西部地区的青藏公路、青康公路的大部分路段穿过多年冻土带，由于冻土融化造成道路的不均匀沉降，使路面时常突然出现凹陷或凸起，给道路的安全使用埋下极大的隐患，由此引发交通安全事故。为降低多年冻土带基础建设的不均匀沉降的发生率，在这类冻土工程中通常采用的工程措施有：在路基埋设保温材料；抬升路基高度或采用抛片石(碎石)护坡(路基)；遮阳棚(板)护路基；以桥代路或者在路基、路堤或房屋基础层中预埋通风管等。目前，大部分路段穿过多年冻土区的青藏铁路就采用了上述工程措施，并且在防止沉降方面取得了一定的效果。在上述冻土工程措施中，路基埋设保温材料和以桥代路的工程造价费用高；抛片石(碎石)护坡(路基)和遮阳棚(板)护路基的工程量较大，调节不方便，并且随着全球气候的变暖，冷控效果将逐渐减弱；而通风管是寒区工程建设中采用的一种不附加人工冷却装置的工程措施，其施工量不会过大，又较为经济。目前寒区工程建设中使用的通风管是单层壁混凝土管或塑料管，通常是选用内径为25cm～50cm的管壁壁厚数厘米的预制成品管，将这种通风管水平铺设在工程基础结构中，以近地面层天然风压为原动力为作用机制，由于寒区冻土地带受气流影响显著，近地面层不仅风多，风速大，而且主导风向集度高，利用从平卧通风管内穿过的平均风速可达0.5米/秒的气流，通过通风管管壁材料的热传导带走热量，影响管壁周围介质的温度场。这种通风管的管壁是实体的，它的作用是基于强迫对流换热原则上的，也就是通过通风管的管壁材料的热传导才能影响到管壁周围介质的温度场。虽然这种单层壁通风管的作用机制和它的有效性，但仅仅通过管壁的热交换作用，效率不会太高。针对这种情况，有学者提出了透壁式通风管来解决管壁的作用导致热交换效率不高的问题，如公告号为CN1189625C的名为《冻土工程中用的透壁式通风管》公开了一种透壁式通风管，这种通风管仍然属于单层壁结构的通风管，它采用钢板网卷成圆筒形，在管壁上设有大量的通风孔，并在通风管进风端设有无孔钢板做成的通风管首，在通风管首装有可开启和关闭的门。这种透壁式通风管的透壁结构可以使进入通风管的冷空气直接与管壁周围介质进行热交换，从而使周围介质降温起到有益效果。但是这种结构的通风管在冬季虽然能够通过经过透壁式管道的低温自然风将路基土里面的热量快速带走，但同时也能使外界的大量的冷量带入路基里造成冻胀病害，而且在夏季还会因经过透壁式管道的温度相对较高的自然风将大量的外界热量带入土体中，导致路基融沉病害。因此，这种单层壁结构的透壁式通风管在解决寒区地带工程中的冻土冻胀或融化问题上仍然存在不足，实在是一种遗憾。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种具有热二极管效应的寒区地带工程中用的通风管，它通过采用管壁透气的外管，和用于通风且传热性较好的实壁金属内管，以及实壁金属内管和外管之间形成环绕实壁金属内管的用于容纳气体的空腔层，构成的复合式结构，起到有效抑制或减轻寒区工程的冻胀和融沉病害问题的作用。

本发明的目的是这样实现的：包括用于承担工程荷载的且管壁透气的外管，和用于通风传热的实壁金属内管，所述用于承担工程荷载的且管壁透气的外管的管内设有用于支撑内管的肋筋，用于通风且传热的实壁金属内管固定连接在用于支撑内管的肋筋上，使实壁金属内管和外管之间形成环绕实壁金属内管的用于容纳气体的空腔层，所述用于容纳气体的空腔层位于管纵向两端头部分分别设置用于封闭空腔层端口的实体，由此构成具有容纳气体的空腔层的通风管。

所述用于容纳气体的空腔层的层厚5～30cm。

所述实壁金属内管的内径为25cm～50cm，管壁厚0.05～1.2cm。

所述用于承担工程荷载的且管壁透气的外管采用预制混凝土管或塑料管，所述预制混凝土管或塑料管的管壁上设有若干透气孔，预制混凝土管或塑料管纵向两端头部分管壁为无孔实壁。

所述预制混凝土管或塑料管的管壁厚5cm～18cm。

所述用于承担荷载的外管采用焊接成型的网格钢筋笼，网格钢筋笼纵向两端头部分焊接实壁钢管。

所述网格钢筋笼的的主筋直径为1.2～5.0cm，箍筋直径0.6～1.0cm。

所述用于封闭空腔层端口的实体为预制混凝土或塑料制作的长度30～80cm、壁厚5～30cm的封闭套，该封闭套固定在内、外管的管端之间。