地鐵人防工程的設(shè)計(jì)與施工分析

王彬、丁海偉

[1.海南科技職業(yè)大學(xué)，海南海口571126；2.寧波軌道交通培訓(xùn)學(xué)院（黨校），浙江寧波315101]

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國綜合國力不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日漸完善。在2010年前，我國擁有地鐵的城市僅有北京、上海、廣東、深圳，但時(shí)至今日，國內(nèi)幾乎所有的省會城市都擁有了地鐵，并形成了四通八達(dá)的地鐵網(wǎng)絡(luò)，成為人們出行的最優(yōu)選擇。地鐵快速發(fā)展的背后，乘客對安全的要求也不斷升級。地鐵人防門的設(shè)計(jì)與質(zhì)量，關(guān)系到人民的生命安全，也關(guān)系著城市地下交通的正常運(yùn)行。

在進(jìn)行人防工程的設(shè)計(jì)、施工時(shí)，必須嚴(yán)格遵循“以人為本”的原則，同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)，做好施工過程中的各項(xiàng)重點(diǎn)工作，以提高工程的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

1 地鐵人防工程設(shè)計(jì)的具體要求

地鐵人防工程涵蓋的領(lǐng)域非常廣，其工作環(huán)境惡劣，工期短，因此，必須根據(jù)工程的具體條件，嚴(yán)格按照前期的設(shè)計(jì)和施工過程中的具體技術(shù)要求和規(guī)定，進(jìn)行操作。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、人防裝備設(shè)計(jì)、平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)等方面入手[1]。

1.1 地鐵人防工程建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工分析

在地鐵人防工程的施工中，一處防護(hù)單元通常包括一座地下站臺及鄰近的區(qū)間，各防護(hù)單元由一段封閉隔離門隔開，為地鐵工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理帶來便利。

為了方便人防設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)和維修，地鐵站臺中的所有管線和電纜，都要采用預(yù)先埋設(shè)的管壁套管，并進(jìn)行密封保護(hù)，以保證車站的正常運(yùn)行和戰(zhàn)時(shí)人防工程的安全。

在設(shè)計(jì)地鐵人防結(jié)構(gòu)時(shí)，既要嚴(yán)格按照相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，又要考慮結(jié)構(gòu)的承載力極限和正常使用的極限條件，對結(jié)構(gòu)的承載力、變形、裂縫寬度等指標(biāo)通過鹽酸法計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

1.2 地鐵人防工程通風(fēng)設(shè)計(jì)與施工

在工程的通風(fēng)設(shè)計(jì)中，對于全線設(shè)防的地鐵站，應(yīng)根據(jù)不同的通風(fēng)條件和要求，分別采用潔凈通風(fēng)、隔離防護(hù)等措施。在地鐵站臺潔凈通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)清潔區(qū)的遮蔽率和新風(fēng)量計(jì)算的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，綜合分析、確定其新風(fēng)量。在進(jìn)行人防通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮人防通風(fēng)條件下各種閥的開啟和關(guān)閉，要留意通風(fēng)系統(tǒng)中的冷卻管和多機(jī)冷媒管。在通過風(fēng)道時(shí)，人防門框的結(jié)構(gòu)部分，要預(yù)先埋設(shè)穿墻套管，并采取密封措施，確保其施工質(zhì)量滿足要求[2]。

1.3 人防門的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

人防門在設(shè)計(jì)的過程中，務(wù)必做到前思后想，切不可思維簡單，不與其他環(huán)節(jié)相聯(lián)系。否則，安全得不到保障，乘客的生命安全、城市的正常運(yùn)作都會受到影響。地鐵人防門在設(shè)計(jì)過程中，要格外重視人防門和土建接口、限界接口、接觸網(wǎng)接口、軌道結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)，務(wù)必將安全放在第一位，保證設(shè)計(jì)的合理性，切實(shí)可行。同時(shí)，還要根據(jù)不同地方的、不同地形、不同要求選擇不同的人防門形式，做到因地制宜，一線一方案。

此外，設(shè)計(jì)時(shí)還要具備憂患意識，一趟線路至少準(zhǔn)備兩個(gè)可行方案，盡可能想到施工過程中可能出現(xiàn)的問題，并給出合理的解決方案。要秉持為人民服務(wù)的理念，地鐵是人們出行的工具，務(wù)必做到“一切為了人民”，把人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全放在第一位。生命大過天，安全是最重要的執(zhí)行準(zhǔn)則，在任何設(shè)計(jì)面前都不能漠視生命。

1.4 與土建接口設(shè)計(jì)要點(diǎn)

第一，地鐵人防門要和地鐵車站總體的設(shè)計(jì)情況相結(jié)合，在安全的基礎(chǔ)上做到風(fēng)格統(tǒng)一，不要過分標(biāo)新立異。設(shè)計(jì)時(shí)，要把地鐵區(qū)間人防門的區(qū)間風(fēng)井、端部、井內(nèi)當(dāng)作重中之重，切不可掉以輕心，在必要的情況下，還可以進(jìn)行暗挖區(qū)間設(shè)計(jì)。

第二，地鐵人防門的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量選擇直線段，避免曲線段。因?yàn)?，直線段的安全系數(shù)相對曲線段來說高一些，且車速較易控制。但如果地鐵區(qū)間門的設(shè)計(jì)實(shí)在避不開曲線路段，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)做出一些必要的調(diào)整，保證地鐵的安全運(yùn)行，乘客的安全出行。

第三，如果地鐵人防門的設(shè)計(jì)必須要在曲線段，那么為了更高的安全系數(shù)，應(yīng)加寬、加高人防門的門洞，確保地鐵人防門與岔道和直緩點(diǎn)的距離在25m以上。

第四，人防門的朝向盡量不要朝上，朝上的安全系數(shù)相對不高，如果由于不可抗力必須要朝上的話，要保證上坡坡度小于15o，這樣才能保證地鐵的安全運(yùn)行。

第五，設(shè)計(jì)時(shí)，務(wù)必考慮到信號轉(zhuǎn)轍器、指示燈，要合理設(shè)計(jì)，避免人防門與信號指示燈、轉(zhuǎn)轍器之間發(fā)生沖突。地下交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同樣比較復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)時(shí)不能綜合考慮，就容易引發(fā)一連串的事故，產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的后果。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)就要見微知著，把可能發(fā)生的危險(xiǎn)降到最低。

第六，在設(shè)計(jì)人防門與限界接口時(shí)，也要注意。地鐵人防門的正線區(qū)間防護(hù)密閉隔斷門以及入場線外的密閉門的高度和寬度都必須符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求。就實(shí)際設(shè)計(jì)來說，其設(shè)計(jì)高度和其所在區(qū)間的隧道相關(guān)，也可以直接采用限界值，確保上接觸網(wǎng)的門洞在軌道面上方，且要保證在軌道面上方至少455cm。位于直線段的地鐵人防門的寬度應(yīng)在388cm以上，才能保證地鐵的安全運(yùn)行。地鐵人防門位于曲線段時(shí)，上述的人防門寬度和高度值便不適用了，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加高、加寬處理，以此來保證地鐵的正常運(yùn)行。

第七，在進(jìn)行人防門與接觸網(wǎng)接口設(shè)計(jì)時(shí)，地鐵的行車區(qū)間防護(hù)密閉隔斷門與防護(hù)密閉門的距離應(yīng)控制在2m 以內(nèi)，否則乘車人員就可能因?yàn)閰^(qū)間過大而踩空，造成安全事故。而且，人防門與接觸口要采用小錨段的形式，并將每一個(gè)錨點(diǎn)的左右偏差控制在15cm 以內(nèi)，保證人防門與接觸網(wǎng)口連接的合理性。

2 地鐵人防工程設(shè)計(jì)及施工管理中存在的主要問題

2.1 人防工程設(shè)計(jì)中存在的主要問題

一是缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。一些設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)者不了解人防設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和技術(shù)要點(diǎn)，造成了人防設(shè)計(jì)得不合理。也就是說，一方面，一些具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位在得到設(shè)計(jì)方案后，就把它交給了不了解地鐵人防工程的人設(shè)計(jì)，從而造成了設(shè)計(jì)的質(zhì)量問題；另一方面，一些設(shè)計(jì)者在進(jìn)行人防工程設(shè)計(jì)時(shí)，往往沒有根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是照搬原來的設(shè)計(jì)圖紙，這就造成了許多實(shí)際問題。二是設(shè)計(jì)人員對人防設(shè)計(jì)的認(rèn)識還不夠透徹，設(shè)計(jì)的深度和廣度也有不足，經(jīng)常會出現(xiàn)一些不規(guī)范行為，使得人防設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)質(zhì)量難以得到有效保障。

2.2 監(jiān)理單位監(jiān)管不力

我國的人防工程建設(shè)經(jīng)歷了20年的發(fā)展，但在一些地區(qū)的人防項(xiàng)目中存在一些監(jiān)管上的問題，有些監(jiān)理人員不具備相應(yīng)資質(zhì)，甚至一些地方還存在人證分離的情況。所以，在人防工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵部位，現(xiàn)場監(jiān)管還不到位。目前，人防工程監(jiān)理的技術(shù)人員并不多，他們的業(yè)務(wù)能力、技術(shù)水平尚待提高，監(jiān)督和管理的形式也不夠嚴(yán)密，雖然一些人員經(jīng)過了專業(yè)訓(xùn)練，但擁有相應(yīng)的施工經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理工程師依然鳳毛麟角。因此，目前的人防工程監(jiān)理數(shù)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

3 人防門的施工要點(diǎn)

人防門的施工要點(diǎn)主要涉及進(jìn)場、立框等幾個(gè)方面。施工人員在進(jìn)入現(xiàn)場前，必須詳細(xì)了解地鐵人防門工程的具體情況，了解設(shè)計(jì)圖紙，各方之間還要進(jìn)行多次協(xié)商，把可能出現(xiàn)的問題都提出來，以此來保證工程施工的順利進(jìn)行，保證地鐵人防門的安全安裝。

地鐵人防門的安裝工程采用的是招標(biāo)方式，一個(gè)總承包商中標(biāo)后，再將其分割、分包給其他小公司。在地鐵人防門施工時(shí)，各施工隊(duì)?wèi)?yīng)提前3 天進(jìn)入施工現(xiàn)場，考察施工的具體情況。而且，各施工隊(duì)伍之間要相互配合，確定好運(yùn)輸管道的位置并將其清理出來。施工必不可少的就是電，所以還需要各施工隊(duì)伍共同配合，搭建臨時(shí)的供電設(shè)備、防護(hù)設(shè)備、消防設(shè)備等，為地鐵區(qū)間防護(hù)門工程做好前期準(zhǔn)備。

4 設(shè)計(jì)與施工過程中的要點(diǎn)、對策分析

4.1 人防工程設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)安全控制分析

人防工程的抗壓強(qiáng)度是由其強(qiáng)度等級確定的。人防工程的構(gòu)造形式，則應(yīng)根據(jù)其受力情況進(jìn)行控制。人防結(jié)構(gòu)在承受工作荷載的同時(shí)，也要經(jīng)受周邊土壤和地下水的影響，而地下水是重要組成部分。因此，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)合理、及時(shí)地調(diào)整設(shè)計(jì)圖紙，確保工程的順利進(jìn)行。在特定情況下，地下建筑的土壤可以與人造結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成承重體系，這樣不僅能保證基礎(chǔ)的承載率，還能承受地面的載荷。在地下人防工程中，地下水對建筑本體的作用通常與地下滲流場有關(guān)；但是，由于人防項(xiàng)目處于地底，地下構(gòu)造較地表復(fù)雜，所以，在進(jìn)行人防工程的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮其復(fù)雜性，并根據(jù)其特點(diǎn)，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以確保人防工程的安全。

4.2 加強(qiáng)管線和防護(hù)設(shè)備的施工質(zhì)量管理

由于傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)方案無法體現(xiàn)不同的設(shè)備、管道之間的相互關(guān)系，因此會出現(xiàn)許多的沖突問題。但是，利用BIM 技術(shù)對機(jī)電專業(yè)進(jìn)行深入設(shè)計(jì)，可以在建立模型后進(jìn)行碰撞探測，并及時(shí)地找出與處理不同行業(yè)之間管道與裝置之間的沖突，以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，減少項(xiàng)目更改的費(fèi)用，同時(shí)也為設(shè)備和管道節(jié)省了占地。同時(shí)，建設(shè)單位要挑選具備相應(yīng)資質(zhì)的建筑公司進(jìn)行產(chǎn)品的測試和安裝，以保證其性能的安全、可靠。

4.3 有效應(yīng)用BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是一種基于可視化的三維建筑建模技術(shù)，它可以使各個(gè)參與者在初期就對工程形成直觀的認(rèn)識。在局部復(fù)雜的平面圖形難以表示的情況下，利用BIM 模型進(jìn)行三維可視化操作，可以更好地理解工程的局部復(fù)雜和施工的困難。由于人防工程的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，它與普通的建筑工程有著很大的不同，因此，將BIM 技術(shù)引入人防工程中，可以對人防工程的設(shè)計(jì)和施工起到一定的促進(jìn)作用，從而提高工程的管理水平。

4.4 健全日常巡查工作程序

由于地鐵方面的人防工程施工是不可逆的，所以，在人防工程的關(guān)鍵部位（例如，地基、墻體、頂板等關(guān)鍵的地方）需要進(jìn)行全面檢查，特別是鋼筋綁扎、各種防護(hù)設(shè)備的預(yù)埋等方面，也要做好日常檢查工作。這種檢查方式需要檢查人員在施工的過程中發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施和方法，將安全隱患扼制在萌芽狀態(tài)，并及時(shí)糾正和警示。

5 結(jié)語

綜上所述，對地鐵人防工程的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行深入研究，有助于提高我國的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，使其在城市交通運(yùn)行中的地位和作用得到充分發(fā)揮，這對于促進(jìn)我們國家各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展都有著非常重要的意義。為此，有關(guān)施工單位應(yīng)充分關(guān)注施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)工程建設(shè)的監(jiān)督與管理，確保群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全。