地铁人防工程的设计与施工

翟全侠 武汉市人防建筑设计研究院有限公司高级工程师

地铁作为城市轨道交通的重要组成部分，在优化城市交通出行环境、增强城市交通出行效率等方面发挥的作用日益凸显。近年来，随着我国城镇化进程的持续推进，包括地铁在内的城市轨道交通设计与施工逐渐成为城市基础设施建设中的突出性内容。

相较于轻轨、市域快轨、有轨电车、磁悬浮以及APM 等城市轨道交通，地铁项目多是在地下运行，设计和施工面临的困难和挑战也最为明显，并且在造价、审批、建设门槛等方面也面临更为严格的要求。

人防工程作为地铁工程中相对独立和完整的工程项目，其在防护方面的独特性地位和作用决定了该工程的设计与施工要更加讲究科学性、规范性。因此对于设计与建设主体而言，研究和把握地铁人防工程设计与施工的相关内容显得十分突出和重要。

1 地铁人防工程设防的标准

地铁工程具有埋深较深、结构强度大等特点，其在人民防空方面具有明显的疏散功能和人员、物资掩蔽功能。根据《中华人民共和国人民防空法》等相关法律法规和《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）等人防工程建设标准，地铁人防工程的设防标准主要有以下几方面。

1.1 人防工程战时功能定位

战时状态下，地铁是城市人民防空工程体系的重要连接线，其主要功能是保障人民安全和物资运输安全，也可作为人员紧急掩蔽的场所。因此，地铁人防工程的战时定位功能不在于工程的防护面积和展示掩蔽人员的多少，而在于确保战时疏散干道和城市各类人防系统连接线的有效运行。

1.2 人防工程的抗力等级

人防工程的抗力等级主要用以反映人防工程能够抵御敌人核武器、常规武器以及生化武器袭击能力的强弱，其性质与地面建筑的抗震烈度类似，是国家设防能力的体现。目前，我国防常规武器抗力级别为5 级和6 级，防核武器抗力级别4 级、4B 级、5 级、6 级和6B 级（简称核4 级、核4B 级、核5 级、核6级和核6B 级）。结合地铁人防工程在城市人防工程中的功能定位，目前的地铁人防工程在抗力等级方面应当按照防核武器抗力级别6 级、防常规武器抗力级别6 级进行设计。

1.3 人防工程的防化等级

防化分级是按人防工程对化学武器的不同防护标准和防护要求划分的等级，反映了对生物武器和放射性沾染等相应武器（或杀伤破坏因素）的防护能力。由于地铁人防工程主要承担紧急避险和人员、物资储存与运输等功能，因此其防化等级方面应当为丁级。人防工程防化等级如表1 所示。而对于那些重要性比较高的车站以及周边地理环境比较复杂的情况，防化等级应当调整为丙级进行设计。

表1 人防工程防化等级

2 地铁人防工程设计与施工的主要内容

地铁人防工程与其他类型的人防工程不同，其既是独立的人防工程项目，同时也是被纳入到地铁交通系统中，与城市人防工程系统相衔接的人防工程内容[1]。这种特殊的性质决定了地铁人防工程的设计与施工在内容上也更多细化和全面。

2.1 建筑系统

地铁人防工程中的建筑系统是有承担地铁人防功能的建筑结构及对应不同功能的建筑空间布局。其中，建筑结构主要是为了保证地铁人防工程功能发挥而需要达到的工程结构承载能力，既包括了结构承载力的测算，也包括了工程荷载情况、结构承载力的验算，目的在于保证发生突发状况时，人防工程能够承载尽可能多的人员或者物资压力。不同功能的建筑空间布局则是出于地铁人防工程在防空防爆、联通城市其他防控通道等方面的目的，设计和建设的具有防护、连通作用的建筑单元，主要体现为不同防护单元的划分和通道的分布[2]。

2.2 通风系统

地铁人防工程中的通风系统主要是出于保证人防工程平时和战时内部空气环境质量而设计的具有进风和排风功能的人防设施。其中，地铁人防工程中的通风系统除了要满足进风、排风的基本要求以外，还要具有过滤清洁的功能，即通风设施要具备净化空气和过滤有毒气体的作用，以保证流通于人防工程内部的空气在质量上是达标和安全的。

2.3 配电系统

配电系统是保证地铁人防工程在平时和战时具备基本的电气化运行功能，能够满足基本的人员或者物资流通的需要。配电系统的设计与施工一般围绕动力照明、线路敷设等内容开闸，以确保人防工程在突发紧急状况时具备应急照明和通信报警功能。关于地铁人防工程的设计与施工标准，《轨道交通工程人民防空设计规范》中将其明确为，利用平时节点照明配电系统和应急照明配电系统转换成战时正常照明、战时应急照明的配电系统，战时配电电源宜从区域电源接引[3]。据此可以看出，地铁人防工程中的配电系统除了要保证人防工程内部电路的闭合以外，还要确保其配电系统与地铁工程其他模块配电系统的连接，以保证应急配电的需要。

2.4 给排水系统

给排水系统是地铁人防工程设计与施工中的一项基本内容。与通风系统相似，地铁人防工程中的给排水系统也是基于人防工程安全运行所需要的给排水功能配套需要而进行的给排水管网敷设。在给水方面，除了要保证给水管道敷设到相应的区域以外，还要保证管道中的水达到安全饮用的标准，以保证给水的安全性。在排水方面，除了要合理确定排水量外，还要对排水的通道进行专门的安排，确保在人防工程中出现水淹等情况时，能在短时间内通过大量的通道实现快速排水，保证工程的安全性[4]。

3 地铁人防工程的设计要点

关于地铁人防工程的功能，《人民防空战术技术要求》中进行了较为明确的定位，即城市地铁在战时是城市人民防空工程体系的重要连接线，主要功能是保障人员安全交通、转移和物资运输，同时可作为人员紧急掩蔽场所[5]。从实用性和平战结合的角度看，地铁人防工程还承担着平时的人员安全防护功能。这些独特的功能定位决定了地铁人防工程的设计应当按照人防和实用等标准进行。

3.1 建筑系统的设计要点

地铁人防工程建筑系统的设计主要包括防护单元的设计以及防护单元连接通道的设计等。在防护单元的设计方面，除了要保证各防护单元自身主体结构达到相应的承载力以外，还要在相邻防护单元之间加装防护密闭隔断门进行空间隔断，以明晰各防护单元的界限。在主体结构承载力设计方面，应当保证工程建筑整体采用钢筋混凝土以及混凝土材料进行建设，确保建筑的外墙与岩体保持足够的接触，同时应当按照耐腐蚀、坚固耐久、防火的标准选择相应的材料，以确保工程整体的防护能力和效果。

在防护单元的设计中，人防区隔断门主要选择使用钢结构，并设置多道安全锁，门的启闭状态应当由楼宇自动化系 统（Building Automation System，BAS）专业采集。在防护区门槛的设计方面，宜采用活门槛，以便疏散通道人员的快速同行。在防护区的出入口，除了留出足够数量的出入口外，要对其他备选的出入口进行密闭门方式的封堵设置，确保在需要开启时能够快速启动。对于建筑单元内部临空墙板中≤300 mm 的孔洞，要按照一般管线的防护密闭标准进行设计；而对于＞300 mm 的孔洞，则要采取预埋封堵框的方式来保证在需要时能够快速封堵。

3.2 通风系统的设计要点

目前，在地铁人防工程通风系统的设计方面，主要按照人防工程的规模或者功能设定进行差异化的设计，即按照一般设防站和重点设防站两种类型进行通风系统的设计。

第一，在一般设防站的通风系统设计时，应根据预设的掩蔽人数计算清洁式通风的标准。按照常规人防密闭区掩蔽800 ～1 500 人的标准来测算，一般要满足7 000 m3/h 进行设计。在设计重点设防站的通风系统时，要注意保证通风系统的滤毒通风功能，将滤毒、滤尘等设备以及进风机房等安装配置在距离新风道或者新风井比较近的位置。同时，要对地铁车站内的新风道和新风井的设置进行优化，使人防工程启动后，这些风道和风井能快速转换为人防进风道和进风井。

第二，对于重点设防站人防工程送风方式的设计，应当按照平时站内通风空调系统和环控通风中的风口与风管结合的方式进行送风，以保证设防站内人防工程通风的顺畅。在重点设防站的排风系统设置方面，除了配置相应的配方装备和通道以外，还要注意做好防毒通道的设计，即在重点设防站内设置一段对角分布的防毒通道，用于人员的临时出入。此段的排风管道设计宜采用超压排出的方式。

3.3 配电系统的设计要点

地铁人防工程配电系统的设计主要体现为平时和战时两种不同场景下的电力供给设计。在设计时，要先对人防工程的用电设备进行紧要性分级，以此来明确配电设计的主次性。一般将应急照明、通信报警设备等划分为一级负荷，将正常照明、进排风机等划分为二级负荷，其他设备的运行则划分为三级负荷。实际的配电设计时，要按照“先一后二再三”的顺序进行安全性等级设计。在对应急照明设备进行设计时，应尽可能地选择节能灯，并采用分区控制的方法对设备的控制方式进行设计，以减少应急照明设备的用电量。在对掩蔽区和相关人员出入区等特殊节点的应急照明线路进行设计时，可按照暗线的方式进行布置，从而保证防护密闭门和防护门框以及防护墙的整体密闭性。

3.4 给排水系统的设计要点

地铁人防工程中的给排水系统设计包括给水设计和排水设计两方面。给水设计又包括饮用水和洗消用水。对于饮用水的供给，可以按照装配式水箱的标准进行设计，也可以按照50 ～100 人装配一台饮水机的标准设计饮用水贮存方式，保障人员的正常饮水。对洗消用水设计，一般要在重点设防站的清洁区设计玻璃钢水箱，贮存用于消杀的水。同时，为便于取水，要配备相应功率的水泵。在排水设计方面，要按照经济、灵活且安全的标准进行管道线路的设计，除了将人防工程的排水管道接入到地铁总排水管道以外，还要设置相应的卡点，以保证在战时能够切断有毒水流通过排水管道汇入总排水管道，造成环境污染。

4 地铁人防工程施工的关键技术要点

地铁人防工程施工是将地铁人防工程设计方案中明确的内容和标准转化为具体的人防工程实物，构建起安全的地铁人防工程。结合当前地铁人防工程建设的实际来看，施工的技术要点主要包括地铁出入口人防段施工、地铁通风口施工以及地铁区间人防门施工3 个方面。

4.1 地铁出入口人防段施工技术要点

地铁出入口人防段施工主要是在地铁出入口通道内设置的人防段进行施工作业，其主要涉及到开挖、浇筑等内容。可以选择明、暗两种挖法进行施工，具体施工方式要根据地铁出入口周边的环境状况进行选择。其中，采取明挖法施工可以通过一体化施工的方法，将人防门框墙与周边的结构进行一体支模、浇筑，有效节约工期，保证现场施工环境的安全性，降低造价成本。

4.2 地铁通风口施工技术要点

通风是地铁人防工程人防功能实现的基本条件。通风口的施工也涉及到开挖和浇筑等内容，但与出入口人防段施工不同，这里的施工首先要进行主体结构施工，然后再进行通风口施工。施工时，要保证通风口周围的人防设备与通风口的距离在4 m 以上；预埋吊环时，要注意选择1 级钢，并且要跨接顶板上层的钢筋，以保证吊环的稳定性。同时，要采取相应的措施对通风管道设施进行二次加固，避免因为地铁日常运行中产生的活塞风引起的通风管道晃动、游走等影响稳定性的情况。

4.3 地铁区间人防门施工技术要点

地铁区间人防门施工主要是对地铁人防工程内部功能单元的人防门进行安装作业。为确保人防门的密闭性，施工安装的人防门要采取定制的方式，即在对现场的相关数据进行精确测量以后，进行专门的制造。在安装过程中，对于区间隧道正线上的人防门，一定要保证双向应力。在牵出线隧道口的人防门安装时，应分别安装一道密闭隔断门和一道防护密闭隔断门，以保证人防效果。同时，在对人防隔断门进行选择时，应按照同时具备安全锁的保准进行采购和安装。

5 结语

地铁人防工程是我国城镇人防工程系统中的重要组成部分，在保证地铁工程符合战时防控、平时防灾功能实现方面发挥着基本的作用。人防工程的特殊性决定了地铁人防工程的设计与施工有别于地铁其他工程内容设计与施工的标准和要求。在实际的工程设计与施工过程中，设计和施工主体应当参照相关标准进行深入论证与科学实施，以保证人防工程设计与施工的规范性、安全性以及有效性。