地埋消防给水系统抗地下水浮力的研究

 不少城市消防给水系统是埋在地下的，这样有几个好处，一是节省城市空间，减少资金投入。消防给水系统多则占地几百平方，少则占地几十平方，在寸土寸金的城市用地，每每节省这么多用地，节省多少资金啊？是不言而喻的。二是有效利用了空间。我们将消防给水系统埋在地下，上面可以停车，可以种草坪，可以种树，既美化了环境，又净化了空气，空间得到了综合利用。消防给水系统埋在地下，好处是显而易见的，但也出现了新的问题？什么问题呢？就是巨大的箱体要承受地下水浮力作用，尤其是雨季来临，地下水位上升，对箱体的破坏作用就更为明显，稍不留神，就会破坏整个消防给水系统。

一、传统消防给水系统设计缺陷
箱泵一体化泵站中的装配式不锈钢水箱箱体或复合不锈钢水箱箱体，通常是由不锈钢或复合不锈钢底板、侧板、顶板用不锈钢螺丝或镀锌螺丝装配而成，而且底板、侧板、顶板分别是由若干不锈钢或复合不锈钢模压块按一定的模数和密封条装配而成，以满足储水的需要。这样的连接结构，增加了现场安装的麻烦，不但耗费不锈钢板材、紧固件、密封条、人工费，而且工期长；还存在若干个连接面，遗留下若干个泄漏点；试压和检测以及维修也极不方便；另外，一个致命的缺陷是：原箱体搁置在地梁上，地下水位上升产生浮力，在浮力作用下，将给地埋消防给水系统产生致命的影响，这种影响体现在以下几个方面：
一是对箱体表面的侵蚀作用。因为长期浸在水中，箱体表面在地下水流的作用下，容易出现锈斑，一旦出现外力作用，极易损坏水箱。
二是对内部拉筋的扭曲作用。浮力将箱体整体抬升，破坏箱体的平衡，致使内部拉筋扭曲，失去坚固箱体的作用。
三是对整体系统的抬升作用。地埋消防给水系统包括若干部分组成，包括水箱模压板，内部拉筋、消火栓泵房、喷淋泵房、槽钢型材、连接螺栓、泵阀、管路及各种控制系统。箱体整体抬升后，内部平衡被打破，对系统各个组成部分都会造成影响。
四是对系统管路的破坏作用。对水路与电路都会产生拉扯撕裂作用。
地下水浮力给消防给水系统是长久的，无时无刻不对箱体与消防给水系统产生着影响与作用。地下水浮力对消防给水系统影响与作用，因此，彻底消除浮力对箱体的作用，避免箱体底板若干个泄露点，解决安装烦琐、安装工期长的弊端，达到节约材料和人力资源的目的，是地埋消防给水系统设计中不可忽视的重要环节。

二、解决地下水浮力给消防系统负面影响的新探索
在多次实践及试验与研究的基础上，对传统地埋消防水箱进行了重新设计，并探索出一种抗地下水浮力新思路。我们通过取消水箱底板、利用箱体侧板与钢筋混凝土整板基础连接的结构，不但彻底消除浮力对箱体的作用，而且箱体底板无泄露点，同时安装方便、工程周期短、节约人力物力。
这种技术方案实施有三个要点：一是建立一个完善的箱泵一体化无浮泵站系统，这种系统包括不锈钢水箱、消火栓泵房、喷淋泵房、槽钢型材、连接螺栓、地坑和预埋螺栓等各个部份；二是将地坑由侧壁基础和底部的钢筋混凝土整板基础以及置于钢筋混凝土整板基础下部的砂石垫层构成作为一个整体来考虑；三是将消火栓泵房和喷淋泵房通过预埋在钢筋混凝土整板基础中的预埋螺栓紧固在钢筋混凝土整板基础之上，并置于不锈钢水箱内。
这种结构设计有几个明显特征：一是不锈钢水箱由顶板和侧板组成；二是槽钢型材上面通过连接螺栓连接在不锈钢水箱四壁侧板的底面，且在两者之间设有橡胶密封条；三是钢筋混凝土整板基础上设有一块凹入的矩形平面，其长大于不锈钢水箱长度，其宽大于不锈钢水箱宽度；三是槽钢型材下面通过预埋螺栓紧固在钢筋混凝土整板基础凹入平面之上，且在两者之间设有橡胶密封条；四是钢筋混凝土整板基础上的凹入平面与凹入侧面和槽钢型材之间填充有密封胶，且密封胶为硅铜密封胶或硅钢结构胶；五是槽钢型材下面与钢筋混凝土整板基础凹入平面之间连接的预埋螺栓上端淹埋在密封胶内。