冻土工程中用的透壁式通风管 技术领域
本发明透壁式通风管用于多年冻土地区的工程建设技术领域，特别可用于修筑在冻土带的铁路和公路路基和路堤中。
背景技术
公路和铁路路基、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陷是道路破坏的最主要方式。在世界各地其它寒冷地区的铁路和公路工程也存在类似状况。在这类冻土工程中经常使用的一种重要工程措施是路基、路堤或房屋基础层中预埋通风管，并取得了效果。通风管是多年冻土带的常用的一种不附加人工冷却装置的工程措施。目前使用的通风管是混凝土圆管，一般选用内径25厘米或30厘米的预制成品，管壁壁厚数厘米。这种水平铺设的通风管的作用机制是以近地面层天然风压为原动力。在我国高原冻土地区，因海拔高，受高空气流影响显著，近地面层不仅风多、风速大，而且主导风向集度高，因此平卧通风管内平均风速可达到0.5米/秒。这种通风管的管壁是实体的混凝土，它的作用是基于强迫对流换热原则上的，也就是通过通风管壁材料的热传导才能影响到管壁周围介质的温度场。从上述分析可以看出这种通风管的作用机制和它地有效性。但也可看出仅通过管壁的热交换作用，效率不会太高。
发明内容
本发明提出了一种含有原创性意义的全新结构的透壁式通风管。这种通风管的管壁分布有通风孔，也就是空气可以通过带大量孔眼的管壁穿透到通风管周围介质中去，故称之谓“透壁式”。与目前使用的通风管具有本质上的差别。透壁式通风管为圆筒形，材料可采用钢板网卷成圆筒形，用焊接或其它方式形成透壁式通风管，网孔的选择是以防止碎石道渣不会进入透壁式通风管为原则。透壁式通风管进风端设有无孔钢板做成的通风管首，并装有可开启和关闭的门。透壁式通风管的长度也可由几节短的通风管连接而成，如果采用混凝土通风管，制造时在管壁预留大量通风孔，或者在浇注砼管时放置圆钢管作为管壁预留孔，也可制成透壁式通风管。
在多年冻土地带采用这种透壁式通风管有其优越性。因为进入透壁式通风管的冷空气可直接与其周围介质进行热交换，从而可以有效地使周围介质降温。与其他工程措施相配合能有效地抑止由于工程活动使多年冻土带上限的下降趋势。在多年冻土带，例如修建铁路和公路时在防止由于冻融问题造成路基下沉等病害方面能起重大作用。由于低温的自然风通过管道运动可降温，更由于管壁透风，可直接与周围介质进行热交换，起到了事半功倍的作用。
具体实施方式
透壁式通风管的结构为圆筒形，管壁分布有通风孔，透壁式通风管的内径也可如通常的通风管的内径25厘米～30厘米，也可以更大些或更小些。材料可采用“钢板网”(或称“扩张金属网”)，卷成圆筒形，焊接或用其他方式使它成为圆筒形透壁式通风管。以铁路路基为例，透壁式通风管将埋设在碎石路基中且邻近冻土层，因此网孔的选择是以防止碎石道渣不会进入透壁式通风管为原则，常用钢板网的厚度由0.5毫米～12毫米，透壁式通风管管壁厚度应考虑埋在路基中承受的荷载和使用检修年限的要求选用恰当厚度的钢板网。
如果采用砼通风管时在砼管壁上可预制出许多通风孔。或者在浇注砼管时放置圆钢管作为管壁预留孔，也可以制成透壁通风管。根据路基设计的要求砼透壁式通风管的通风孔也可以仅在部分管壁上设置。
透壁式通风管的长度应以它以某方位平卧在路基中的有效长度来决定，在进风口一侧应放置由无孔钢板做成的通风管头部，并配置以可以开启或关闭的风门。如透壁式通风管较长时也可以做成几截在现场进行拼接。
透壁式通风管的铺设。如埋设在公路的土质路基中时，透壁式管道选用网孔很小的钢板网外，还应设置不同级配的砂砾石反滤垫层或者在透壁通风管外包裹具有很强透气性的土工布，以便既可以透风也可以防止周围的土颗粒进入通风管道中。
在多年冻土带修筑铁路的路基和路堤中，应精心设计埋设透壁式通风管道的路基剖面结构，并应使透壁通风管尽量靠近下面的冻土层，并要使透壁式通风管抗受荷载时具有足够的的安全储备，以达到最佳效果。
透壁式通风管的间距。沿线路方向，不必将透壁式通风管道一个挨一个的排列，相邻通风管道的中心距取透壁式通风管道直径3倍～6倍为宜，既可节省管材，又可使透壁式通风管的效率充分发挥。