地下综合管廊兼顾人防技术方案研究

吴海瑜

(成都市人防建筑设计研究院，四川成都 610015)

地下综合管廊舱内容纳各种类型的市政管线，如电力线缆、通信线缆、给排水管、再生水管等，属于重要的经济目标，是战时维持城市正常运转的生命线工程。地下综合管廊防护设计的目的，是战时在遭受预定的核武器及常规武器袭击产生的破坏效应及其次生灾害环境下，为保障管廊内各种管线的安全运行构建必要的工程条件，综合管廊兼顾人防的重要性也得到了充分的重视[1-2]。

1 概述

1.1 设防等级与战时功能

1.1.1 设防等级的推理

地下综合管廊兼顾人防工程的设防等级的确定，需综合考虑城市防护类别、地下综合管廊区位、地下综合管廊类型、战时用途等重要性因素。

有别于普通点式、面式附建式人防工程、兼顾人防工程，地下综合管廊狭长地分布于城市道路下。工程内部平时无大规模人员驻场，且内部不具备人员掩蔽空间，其无需具备防化的能力，故无防化等级需求[3-4]。

1.1.2 战时功能

地下综合管廊内部容纳的管线，与工业生产、民用生活息息相关，可称之为城市保障的神经网络。为保证战时城市基本功能、工业生产有序开展，地下综合管廊转换为生命线工程，保护综合管廊工程内人员及管线设备的安全。

1.2 设防要素

1.2.1 地下综合管廊兼顾人防系统的组成

地下综合管廊为整体设防的甲类兼顾人防工程，工程内部以各种管线为主，为达到设防目的，保障舱内管线安全，其人防系统由主体结构防护、孔口防护、管线防护组成。

1.2.2 主体结构防护

主体结构是地下综合管廊直接抵御各类预定武器破坏主要屏障，是地下综合管廊达到战时防护功能的根本。其应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用。

1.2.3 孔口防护

为满足各类管线的安装、检修及运营需求，需设置投料口、人员出入口、检修口及通风口等与室外连通的孔口。孔口连接防护区内、外，是地下综合管廊兼顾人防工程的薄弱点，其防护功能及防护措施的合理性，是地下综合管廊达到战时防护功能的重点。

1.2.4 管线防护

地下综合管廊容纳的电力、通信、燃气等管线需频繁进出管廊，为周边区域服务，保障周边区域的城市功能正常运行。对于人防工程而言，大量舱内管线进出均需穿过人防外围护结构，穿墙孔洞的防护及管线自身防护措施，是地下综合管廊达到战时防护功能的难点。

2 设防方案研究

2.1 整体设防方案

地下综合管廊属重要的经济目标，作为战时的生命线工程，应整体具备抵御各类预定武器杀伤破坏作用的能力，保护综合管廊工程内应急人员及管线设备的安全，形成体系化防护，保障其战时正常运营、战后快速抢修的能力。

2.2 主体结构防护方案

地下综合管廊平时使用工况下的荷载包括土体压力、水压力、结构自重等静荷载以及汽车压力等活荷载；战时工况下的荷载包括预定武器一次作用破坏的动荷载、土体压力、水压力、结构自重、战时物资堆放荷载、战时不拆迁的固定设备自重等静荷载。荷载统计如表1所示。

表1 地下综合管廊荷载统计

人防工况下，预定武器的破坏作用，动力分析采用等效静载法，主体结构按等效静载均匀作用在结构各部位。其受荷示意图见图1。

图1 地下综合管廊人防工况受荷示意

进行人防结构检算时，验算内容包括主体结构在动、静荷载同时作用下的承载力，可不验算其在动荷载作用下的结构变形、裂缝宽度。

2.3 孔口防护方案

2.3.1 通风口

通风口是地下综合管廊内外部空气交换的孔口，包括进风口、排风口等。为直通地面的常开孔口，孔口内敷设防坠落格栅。

通风口的尺寸决定于民用通风计算结果，偶有兼顾小型设备吊装需求，解决此类孔口的防护，可采用方案有预制混凝土构件水平封堵、门式人防设备垂直封堵、制式人防设备水平封堵等。

(1)防护方案一：预制混凝土构件水平封堵。该方案，采用平时生产到位的预制混凝土构件，在临战转换时封堵到位，达到防护目的。预制混凝土封堵构件造价低，对民用土建条件要求较少。但存在临战转换量大、构件平时存放占用场地较多等问题，一般情况下，不宜采用。

(2)防护方案二：门式人防设备垂直封堵。该方案，采用在夹层内设置常开的防护密闭门，保障平时通风需求。在临战转换时，关闭人防门，达到防护目的。对于综合管廊而言，较小尺寸的固定门槛防护密闭门即可达到通风需求，设备造价较低。采用该方案防护的节点夹层高度，需满足人防门安装尺寸要求，对民用土建造价有一定影响。

(3)防护方案三：制式人防设备水平封堵。该方案，采用综合管廊专用孔口防护设备进行防护，对民用土建条件适应性较强，无额外的土建安装条件需求。孔口设备平时常开，保障平时通风需求。在临战转换时，孔口防护设备可采用远程控制，关闭到位，达到防护目的。

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方案对比见表2。

表2 孔口防护方案对比

2.3.2 投料口

投料口是供地下综合管廊设备和管线吊装的孔口。为直通地面的孔口，综合管廊内部设备、管线安装完毕后，仅在后期需更换内部设备时有使用需求，开启频率较低，属常闭孔口。

投料口通常长边尺寸较大，有大件设备搬运需求。解决此类孔口的防护，可采用方案有预制构件水平封堵、滑轨人防设备封堵、门式人防设备垂直封堵等。从节约工程造价及孔口常闭属性等因素分析，采用平战合用的防护密闭盖板进行封堵，平时安装到位，是较为经济、可行的方案。

2.3.3 逃生口

逃生口是紧急情况下，综合管廊内部人员逃生的孔口。常与通风口等节点共建，为直通地面的常闭孔口，平时敷设综合管廊专用盖板。

此类孔口的防护与通风口类似，可采用方案有预制混凝土构件水平封堵、门式人防设备垂直封堵、制式人防设备水平封堵等。方案对比详通风口防护章节。

人员出入口是正常情况下，综合管廊工作人员进出的通道，无疏散、防化需求，可采用防护密闭门进行防护。对于综合管廊而言，较小尺寸的固定门槛防护密闭门即可兼顾平时通行需求，设备造价较低、临战转换量小。

2.4 人防电气系统方案

为保障地下综合管廊战时可正常运营，人防电气系统包括战时照明系统、战时电力系统、战时空气质量综合检测系统、战时通信系统及管线防护。

战时应急照明、战时通信等为一级负荷，战时正常照明、战时动力等为二级负荷。照明、动力配电箱平战合用，设备及管线平时安装到位。EPS电源平时预留接口，临战安装。弱电UPS平时预留接线回路，临战安装。

综合管廊的电力缆线、通信缆线，是外部电力供给、信息传递的神经。进出管廊的管线，通过防护密闭套管及管线封堵材料进行防护。

2.5 人防给排水方案

人防给排水方案包括战时管道防护及战后洗消系统等。

进出综合管廊的管道，是综合管廊对外服务的脉络。管径不大于φ600 mm的管道通过平时安装到位的铜芯闸阀实现防护。管径大于φ600 mm管道通过电动蝶阀实现防护，临战前安装监控设施，监控蝶阀运行状态。

战后洗消系统，战后对地下综合管廊进行洗消，消除内部有害物质残留。冲洗管线平时到位，洗消排水通过管廊内排水泵或手摇泵实现。

2.6 人防通风方案

人防通风方案包括战时运营通风和战后内部空气质量检测等。

战时通风系统与民用通风系统合并考虑，并结合战时通风口的布置情况，按通风换气次数不宜小于2次/h，计算战时运营通风需求。

在工程临战转换状态下，关闭通风井内的防护密闭门，进入隔绝式通风状态。在空袭警报解除后，开启通风井内的防护密闭门，开启进、排风系统，实现通风换气，以排除管廊内空气污染物浓度，降低舱内温度，改善空气质量，保障综合管廊战时运营。

空气染毒检测设备临战安装到位，战后依靠检测空气染毒检测设备，对管廊内部空气染毒情况进行检测。根据染毒情况进行通风换气，其通风系统结合平时事故通风系统设计。内部空气质量达到标准后，方可开展管廊战后修复工作。

3 结论与建议

3.1 结论

现阶段综合管廊兼顾人防正处于探索与发展的阶段，需要加大研究力度，形成体系化防护，全面开展综合管廊人防设防建设，提升城市防护功能，完善人民防空体系，切实保障城市战时正常运转。

3.2 建议

(1)地下综合管廊属于重要的经济目标，是战时维持城市正常运转的生命线工程。建议将破坏后果严重、恢复难度较大的干线管廊设防级别建议提高至核5级、常5级。

(2)随着城市地下综合管廊建设规模的扩大，采用传统预制混凝土水平封堵的设防措施的临战转换点位及规模将急剧扩大，临战转换难度随之扩大，建议尽量采用门式封堵或新研管廊专用水平封堵等制式防护设备对通风口、人员逃生口等非常闭孔口予以防护，达到减少临战转换的目的。

(3)进出地下综合管廊的管线的体量极大于附建式人防工程、地铁兼顾人防工程。管线封堵通过临战转换实现难度极大，建议管线封堵措施一次性到位，保证防护功能完整。