地铁人防工程的设计与施工分析

2021-06-22王彬丁海伟

运输经理世界 2021年32期

王彬、丁海伟

[1.海南科技职业大学，海南海口571126；2.宁波轨道交通培训学院（党校），浙江宁波315101]

0 引言

进入21世纪以来，我国综合国力不断增强，交通基础设施建设日渐完善。在2010年前，我国拥有地铁的城市仅有北京、上海、广东、深圳，但时至今日，国内几乎所有的省会城市都拥有了地铁，并形成了四通八达的地铁网络，成为人们出行的最优选择。地铁快速发展的背后，乘客对安全的要求也不断升级。地铁人防门的设计与质量，关系到人民的生命安全，也关系着城市地下交通的正常运行。

在进行人防工程的设计、施工时，必须严格遵循“以人为本”的原则，同时结合实际情况，根据设计、施工的技术要点，加强设计，做好施工过程中的各项重点工作，以提高工程的设计和施工质量。

1 地铁人防工程设计的具体要求

地铁人防工程涵盖的领域非常广，其工作环境恶劣，工期短，因此，必须根据工程的具体条件，严格按照前期的设计和施工过程中的具体技术要求和规定，进行操作。在设计时，一般应从建筑结构设计、通风设计、人防装备设计、平战转换设计等方面入手[1]。

1.1 地铁人防工程建筑及结构设计与施工分析

在地铁人防工程的施工中，一处防护单元通常包括一座地下站台及邻近的区间，各防护单元由一段封闭隔离门隔开，为地铁工程建设与养护管理带来便利。

为了方便人防设备的日常养护和维修，地铁站台中的所有管线和电缆，都要采用预先埋设的管壁套管，并进行密封保护，以保证车站的正常运行和战时人防工程的安全。

在设计地铁人防结构时，既要严格按照相关行业技术标准和规范执行，又要考虑结构的承载力极限和正常使用的极限条件，对结构的承载力、变形、裂缝宽度等指标通过盐酸法计算，以保证结构设计的科学性和合理性。

1.2 地铁人防工程通风设计与施工

在工程的通风设计中，对于全线设防的地铁站，应根据不同的通风条件和要求，分别采用洁净通风、隔离防护等措施。在地铁站台洁净通风系统的设计中，应根据清洁区的遮蔽率和新风量计算的相关标准，综合分析、确定其新风量。在进行人防通风系统设计时，需要考虑人防通风条件下各种阀的开启和关闭，要留意通风系统中的冷却管和多机冷媒管。在通过风道时，人防门框的结构部分，要预先埋设穿墙套管，并采取密封措施，确保其施工质量满足要求[2]。

1.3 人防门的设计要点

人防门在设计的过程中，务必做到前思后想，切不可思维简单，不与其他环节相联系。否则，安全得不到保障，乘客的生命安全、城市的正常运作都会受到影响。地铁人防门在设计过程中，要格外重视人防门和土建接口、限界接口、接触网接口、轨道结构之间的设计，务必将安全放在第一位，保证设计的合理性，切实可行。同时，还要根据不同地方的、不同地形、不同要求选择不同的人防门形式，做到因地制宜，一线一方案。

此外，设计时还要具备忧患意识，一趟线路至少准备两个可行方案，尽可能想到施工过程中可能出现的问题，并给出合理的解决方案。要秉持为人民服务的理念，地铁是人们出行的工具，务必做到“一切为了人民”，把人民的生命、财产安全放在第一位。生命大过天，安全是最重要的执行准则，在任何设计面前都不能漠视生命。

1.4 与土建接口设计要点

第一，地铁人防门要和地铁车站总体的设计情况相结合，在安全的基础上做到风格统一，不要过分标新立异。设计时，要把地铁区间人防门的区间风井、端部、井内当作重中之重，切不可掉以轻心，在必要的情况下，还可以进行暗挖区间设计。

第二，地铁人防门的设计应该尽量选择直线段，避免曲线段。因为，直线段的安全系数相对曲线段来说高一些，且车速较易控制。但如果地铁区间门的设计实在避不开曲线路段，应该在设计时做出一些必要的调整，保证地铁的安全运行，乘客的安全出行。

第三，如果地铁人防门的设计必须要在曲线段，那么为了更高的安全系数，应加宽、加高人防门的门洞，确保地铁人防门与岔道和直缓点的距离在25m以上。

第四，人防门的朝向尽量不要朝上，朝上的安全系数相对不高，如果由于不可抗力必须要朝上的话，要保证上坡坡度小于15o，这样才能保证地铁的安全运行。

第五，设计时，务必考虑到信号转辙器、指示灯，要合理设计，避免人防门与信号指示灯、转辙器之间发生冲突。地下交通系统网络同样比较复杂，如果设计时不能综合考虑，就容易引发一连串的事故，产生不可预计的后果。所以，在设计时就要见微知著，把可能发生的危险降到最低。

第六，在设计人防门与限界接口时，也要注意。地铁人防门的正线区间防护密闭隔断门以及入场线外的密闭门的高度和宽度都必须符合国家的相关标准及要求。就实际设计来说，其设计高度和其所在区间的隧道相关，也可以直接采用限界值，确保上接触网的门洞在轨道面上方，且要保证在轨道面上方至少455cm。位于直线段的地铁人防门的宽度应在388cm以上，才能保证地铁的安全运行。地铁人防门位于曲线段时，上述的人防门宽度和高度值便不适用了，需要根据实际情况进行加高、加宽处理，以此来保证地铁的正常运行。

第七，在进行人防门与接触网接口设计时，地铁的行车区间防护密闭隔断门与防护密闭门的距离应控制在2m 以内，否则乘车人员就可能因为区间过大而踩空，造成安全事故。而且，人防门与接触口要采用小锚段的形式，并将每一个锚点的左右偏差控制在15cm 以内，保证人防门与接触网口连接的合理性。

2 地铁人防工程设计及施工管理中存在的主要问题

2.1 人防工程设计中存在的主要问题

一是缺乏设计经验。一些设计单位和设计者不了解人防设计的技术要求和技术要点，造成了人防设计得不合理。也就是说，一方面，一些具有资质的设计单位在得到设计方案后，就把它交给了不了解地铁人防工程的人设计，从而造成了设计的质量问题；另一方面，一些设计者在进行人防工程设计时，往往没有根据具体的情况进行设计，只是照搬原来的设计图纸，这就造成了许多实际问题。二是设计人员对人防设计的认识还不够透彻，设计的深度和广度也有不足，经常会出现一些不规范行为，使得人防设计的设计质量难以得到有效保障。

2.2 监理单位监管不力

我国的人防工程建设经历了20年的发展，但在一些地区的人防项目中存在一些监管上的问题，有些监理人员不具备相应资质，甚至一些地方还存在人证分离的情况。所以，在人防工程施工的关键环节、关键部位，现场监管还不到位。目前，人防工程监理的技术人员并不多，他们的业务能力、技术水平尚待提高，监督和管理的形式也不够严密，虽然一些人员经过了专业训练，但拥有相应的施工经验的监理工程师依然凤毛麟角。因此，目前的人防工程监理数量是远远不够的。

3 人防门的施工要点

人防门的施工要点主要涉及进场、立框等几个方面。施工人员在进入现场前，必须详细了解地铁人防门工程的具体情况，了解设计图纸，各方之间还要进行多次协商，把可能出现的问题都提出来，以此来保证工程施工的顺利进行，保证地铁人防门的安全安装。

地铁人防门的安装工程采用的是招标方式，一个总承包商中标后，再将其分割、分包给其他小公司。在地铁人防门施工时，各施工队应提前3 天进入施工现场，考察施工的具体情况。而且，各施工队伍之间要相互配合，确定好运输管道的位置并将其清理出来。施工必不可少的就是电，所以还需要各施工队伍共同配合，搭建临时的供电设备、防护设备、消防设备等，为地铁区间防护门工程做好前期准备。

4 设计与施工过程中的要点、对策分析

4.1 人防工程设计阶段结构安全控制分析

人防工程的抗压强度是由其强度等级确定的。人防工程的构造形式，则应根据其受力情况进行控制。人防结构在承受工作荷载的同时，也要经受周边土壤和地下水的影响，而地下水是重要组成部分。因此，在工程设计中应合理、及时地调整设计图纸，确保工程的顺利进行。在特定情况下，地下建筑的土壤可以与人造结构共同构成承重体系，这样不仅能保证基础的承载率，还能承受地面的载荷。在地下人防工程中，地下水对建筑本体的作用通常与地下渗流场有关；但是，由于人防项目处于地底，地下构造较地表复杂，所以，在进行人防工程的规划时，应充分考虑其复杂性，并根据其特点，进行合理的设计，以确保人防工程的安全。

4.2 加强管线和防护设备的施工质量管理

由于传统的平面设计方案无法体现不同的设备、管道之间的相互关系，因此会出现许多的冲突问题。但是，利用BIM 技术对机电专业进行深入设计，可以在建立模型后进行碰撞探测，并及时地找出与处理不同行业之间管道与装置之间的冲突，以达到最优的设计目标，减少项目更改的费用，同时也为设备和管道节省了占地。同时，建设单位要挑选具备相应资质的建筑公司进行产品的测试和安装，以保证其性能的安全、可靠。

4.3 有效应用BIM 技术

BIM 技术是一种基于可视化的三维建筑建模技术，它可以使各个参与者在初期就对工程形成直观的认识。在局部复杂的平面图形难以表示的情况下，利用BIM 模型进行三维可视化操作，可以更好地理解工程的局部复杂和施工的困难。由于人防工程的结构形式多种多样，它与普通的建筑工程有着很大的不同，因此，将BIM 技术引入人防工程中，可以对人防工程的设计和施工起到一定的促进作用，从而提高工程的管理水平。

4.4 健全日常巡查工作程序

由于地铁方面的人防工程施工是不可逆的，所以，在人防工程的关键部位（例如，地基、墙体、顶板等关键的地方）需要进行全面检查，特别是钢筋绑扎、各种防护设备的预埋等方面，也要做好日常检查工作。这种检查方式需要检查人员在施工的过程中发现潜在的危险，并采取相应的补救措施和方法，将安全隐患扼制在萌芽状态，并及时纠正和警示。