某早期人防工程现状调查研究

李 莉， 王玉广， 贾军明， 柴 鑫

(1.青岛市人民防空工程质量监督站，山东 青岛 266071；2.青岛市建筑材料研究所有限公司，山东 青岛 266012；3.青岛理工大学 土木工程学院，山东 青岛 266033)

0 引 言

20世纪六七十年代，中国修建了大量的地下人防工事。在经济条件落后、专业技术缺乏、建造材料匮乏条件下，绝大部分工程设计标准低、施工质量粗糙，使得基在建成初始就存在一定的安全隐患，而后又经过半个世纪的地下水侵蚀和人为因素的影响，因此现存的早期人防工程基本上都是带病工作[1-3]。某些早期人防工程的结构安全性已经得不到保证，随时都有塌陷的可能，严重威胁到地上建筑与人员的安全。早期人防工程的综合治理是人防建设的一项重要内容[4]，因此对早期人防工程中存在的质量问题进行勘察检测，结合现行的人防工程防护标准对其做出相应处理，将其危害程度控制在一定范围之内就显得尤为重要。本文结合某早期人防工程的存在现状提出针对性的处理措施，为类似早期人防工程的处理提供借鉴及参考。

1 工程概况

该早期人防工程现位于青岛市某跨境电商产业园内，一共11个出入口，按照构筑方式划分该工程为地道式人防工程，覆盖层厚度为8～15 m，为石墙混凝土拱顶结构，防护等级为5级，长度约800 m，使用面积为2 162 m2。图1、图2为该工程部分工程病害实拍图。

图2 混凝土开裂

该工程的拱顶为预制结构，从图1可看出预制拱结构中钢筋锈蚀非常严重，已经影响到拱结构的安全性。图2为门框柱混凝土开裂,图中所示裂缝宽度大于1 cm，长度大于20 cm。

2 现场检测

为进一步掌握该工程存在现状，对该工程进行了现场检测，包括工程断面几何尺寸测量、地质条件检测、干道损伤检查、主体材料检测、防护设备排查以及其他影响人防工程防护功能的质量问题等。图3、图4为现场检测照片。

图3 材料性能检测

图4 岩石波速检测

2.1 工程断面几何尺寸测量

现场利用激光测距仪、钢直尺、钢卷尺等工具对该工程的断面尺寸进行了测量。经检测，测量区域范围内的干道宽度约为0.8 m，高度约为1.9 m，根据文献[5]，该工程疏散干道不能满足当今的防火要求。

2.2 地质条件检测

围岩为中粗粒花岗岩，岩芯多呈碎块或短柱状，柱体粗糙或稍光滑，岩芯锤击易断，断裂面不规则。检测岩体属较破碎的软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

2.3 干道损伤检查

两侧石墙的砌块之间的砂浆砌筑不饱满，部分预制拱顶混凝土已经出现剥落现象，还有一些存在裂缝，裂缝宽度从0.2～0.5 mm不等，裂缝长度一般等于单个预制拱构件宽度，约为15 cm；主梁支座下的墙、柱的端部或中部出现沿块材断裂(贯通)的竖向裂缝或斜裂缝；拱圈支座附近或支承的墙体上出现沿块材断裂的斜裂缝和斜向剪切裂缝。

2.4 主体材料检测

依据文献[6-9]，采用回弹法对部分构件混凝土强度进行了抽查检测，推定该早期人防工程中混凝土抗压强度值为17.9 MPa，氯离子含量达到0.243%；利用钢筋锈蚀仪测得钢筋锈蚀严重，计算得出平均截面损失率为54.1%；表面砂浆风化严重，直墙砌体砂浆已经无法测出其回弹值。参照《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-2016)的5.4.3第3条，钢筋截面锈损率超过15%，或混凝土保护层因钢筋锈蚀而严重脱落、露筋，评定为危险点[10]；参照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010,2016年版)的3.9.2第1条和第2条，构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件的混凝土的强度等级不应低于C20；普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等级不应低于M5[11]。而且由于使用功能的特殊性，不难理解人防工程的材料的安全强度等级应该比地面建筑要求更为严格。因此战争发生时该早期人防工程不仅不能发挥人员掩蔽的作用，甚至可能因洞室塌陷造成避难人员被掩埋的惨剧发生。

2.5 防护设备排查

防护门严重锈蚀、变形，受力预埋件松动，门扇尺寸偏差大于15 mm，密闭失效，铰连、开闭等机械装置不能正常使用且维修比较困难；防护通风措施不满足战技指标要求，且维修改造难度较大；发供电设备系统不完善，不能正常使用；给排水系统不完善，不能正常使用，维修难度较大。

2.6 其他质量问题

预埋件构造不完全符合现行设计规范要求，有不同程度的变形、滑移、松动等影响受力的损坏，铁件有较严重的锈蚀；直墙砌体与拱顶存在多处渗漏水现象，无排水沟，地面积水严重；取工程内水样进行检测分析发现内部积水对混凝土结构有腐蚀性，渗入人防工程的水源为地下水；工程内部空气潮湿，湿度达到70.5%，不能满足舒适度要求；防毒(密闭)通道设置不完善，结构破损、开裂和渗水现象严重，裂缝宽度L≥0.3 mm，严重影响密闭性能；未设置进、排风(烟)井；防爆波井、防爆波电缆井体与盖板结构破损严重，防爆措施、井体尺寸与管子预埋不符合要求。

3 原因分析

早期人防工程产生工程病害的因素有很多，本文通过分析该处早期人防工程的建造条件及地理位置，结合现场实际检测情况，总结了以下几个方面的原因：

(1)建筑材料与施工质量差。该处早期人防工程建造时经济条件落后，为节约资金就地取材，使用的材料强度较低、耐久性差，再加上施工质量低劣，构件之间连接不当，经过几十年的使用，工程病害进一步加重。

(2)环境腐蚀。人防工程在使用过程中会受到自然条件下的腐蚀作用，潮湿空气渗入混凝土中与硅酸钙发生水化反应，形成游离钙、硅酸和氢氧根，再与空气中的二氧化碳反应，在混凝土表面结晶形成白色硬块，最后形成碱蚀，引起钢筋的锈胀、锈蚀；另外，人防工程必须与土壤、地下水等接触，环境土和环境水中的硫酸盐、镁盐、碱等也会对人防工程材料产生腐蚀作用；特别地，像青岛市这样的沿海地区，人防工程会遭受盐雾的侵蚀，长期作用下，氯离子侵蚀逐渐加深，对早期人防工程的主体结构产生不利影响。

(3)荷载变化。地震、地面荷载作用和周边建筑环境发生较大变化等，由于建造时结构设计简单，无法满足多种荷载下的重复作用，造成衬砌出现裂纹、裂缝，工程结构发生沉降，甚至出现局部坍塌。

4 鉴定结论及处理方法

结合现场的实际调查情况，对该工程进行综合评判：

(1)该早期人防工程干道狭窄，无法满足当代人防设计标准；

(2)该工程围岩强度低，内部质量问题突出，防护设备损坏严重，安全性已经无法得到保证；

(3)如果选择对其进行加固围护将花费巨大，而且该工程远离市区，发生战争时无法及时发挥保护人员安全作用。

综上所述，无论是从安全性还是经济性考虑，该工程都应该停止使用，建议用回填法对其进行报废处理。具体做法为：在该工程上方地面上每隔10～15 m布置注浆孔，采用水泥砂浆或混凝土作为注浆材料，其强度等级应略高于围岩强度，采用压力注浆方式进行灌注回填，确保回填密实，可采用钻孔法进行检测验收[12]。

5 结束语

青岛市内及全国各地现存在大量具有安全隐患的早期人防工程，其工程病害随时间推延将进一步恶化。早期人防工程检测评估应该根据战时和平时不同的使用功能和管理需求，分别对“结构安全性、平时和战时使用性能、防护功能恢复改造可行性”等方面进行评价，以满足不同方面的管理需求，并根据实际工程情况有针对性地对工程进行加固或报废处理，这对充分发挥早期人防工程的平战时转换功能具有重大意义。目前，我国在此方面已经积累了丰富的经验。

早期人防工程由于当时建设标准较低，并且建筑结构单一，防护设施简陋，风化和侵蚀严重，多数现状堪忧，每年的维护修复费用居高不下，并且由于人防工程防护标准的提高，部分早期人防工程很难达到当前的防护要求。由于人防工程具有保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护等特殊功能，人防工程的管理体系相对特殊； 早期人防工程的保留与报废也成为摆在人防工程管理者面前的一道迫切需要解决的难题。