早期地道式人防工程安全风险及综合处置技术措施分析

李华强，蔡敏

（1.安徽省人民防空工程质量监督总站，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

随着城市建设快速发展和城市化水平的不断提高，城市地下空间资源对城市建设的支撑作用越来越凸显，向地下要土地、要空间已成为城市发展的必然，安全、优质、高效地开发城市地下空间已经成为现代城市更新建设的重要内容[1]。早期人防工程是指我国上世纪80 年代前建设的地下防护建筑，因受当时国际安全形势和国家安全环境的影响，我国在城市等重点防护地区建设了大量如图1 所示的早期人防工程，通过广泛的地下防护建筑建设来提高城市的战时综合防护能力，以最大程度保障人民生命财产安全，减轻或消除空袭所造成的毁伤。早期人防工程主要包括地道式、坑道式和掘开式（单建式、附建式）人防工程，其中，早期地道式人防工程为当时城市防空袭斗争的主要建设内容。早期地道式人防工程多位于老城区（原中心城区），建成历史悠久，长期经受周边复杂环境尤其是地下水的影响，安全隐患突出，随着时间的推移以及建筑环境、工程地质、水文地质的变化，这些工程的质量和安全问题逐步显现，有的严重渗漏常年积水，有的工程基础下沉、结构断裂变形，从而危及地面建筑和道路交通安全，对城市的正常运行、更新建设和地下空间开发带来诸多问题，亟待对其进行系统的安全风险排查分析和安全隐患综合治理[2-3]。本文将重点分析早期地道式人防工程的安全风险并提出综合处置技术措施，为消除工程本体及其对周边环境的安全隐患提供重要的技术支撑。

图1 某早期地道式人防工程现状

1 早期地道式人防工程概况

上世纪六七十年代，面对周边复杂的外部安全环境，国家从战略高度和全局角度全面加强全民性国防工程体系建设，人防工程作为城市防空袭斗争准备的物质基础和重要保障，其建设被提升到了重要位置，先后提出了“长期准备、重点建设”的人民防空方针和“深挖洞、广积粮、不称霸”的号召，掀起了城市地下人防工程的建设热潮。人防工程建设顺应城市防空袭斗争的需要，为国家的安全和人民群众生命财产安全提供了重要支撑。受当时的战争形态、城市特点、地质环境特征、经济技术条件等因素的影响，早期地道式人防工程主要呈现以下特点：一是为便于人员和物资掩蔽，多分布于城市中心区和人口密集区，地面环境复杂；二是缺少科学的规划设计，存在无序建设的问题；三是缺少完整的规范标准支持，质量标准难以统一；四是施工工艺和技术措施相对落后，工程结构质量和外环境质量存在缺陷；五是空间布局不合理和综合防护能力不足，防护能力有限；六是主体结构的周边环境复杂，安全隐患存量大等。如图2 所示，当前早期地道式人防工程绝大部分都处于弃用闲置状态或临时封堵状态，存在较为严重的渗漏水、长期泡水、结构裂缝、结构露筋等安全隐患，日常维护管理不到位或难以维护，很多早期地道式人防工程的位置不明、内部情况未知。随着几十年长期的自然环境侵蚀影响、地上环境改变影响以及城市多频次的更新建设，早期地道式人防工程的主体周边环境和地上环境都发生了很大的变化。早期人防工程在运行过程中，由于受自然和人为因素的长期作用，各部位结构都逐渐出现老化或局部破损等病害，其安全性下降，使用功能受到影响。同时，绝大多数早期人防工程又普遍缺乏必要的维修养护和加固改造，因为工程多深埋地下，所以难以发现安全隐患，无法有效进行维修保养，常突发安全事故，对地面交通、地下管线和相邻建筑等造成严重威胁。因此，早期人防工程安全问题突出。

图2 早期地道式人防工程安全隐患

2 早期地道式人防工程的建设特点分析

我国早期地道式人防工程因缺少专业的设计与施工，呈现出结构简单、质量不高、结构外环境处理不到位、对地面环境影响考虑不足、使用环境条件差、长期地下水侵蚀严重等问题，对该类工程的整体强度、刚度和稳定性带来不利影响，其建设的主要特点有以下五点。

①主要为人工暗挖掘进施工、多点开花、点状分散、零星施工、分期分批，缺少专业技术装备和专业施工，大多为组织周边居民或企业内部工人利用业余时间边生产边施工建设而成。

②结构类型多为砖或块石衬砌结构，或者是底板墙板砖石衬砌加预制混凝土拱顶结构，一些位于城市主干道下方的工程结构类型为钢筋混凝土结构；地道工程衬砌被覆多为低强度预制混凝土、砖石砌体等材料，整体结构的强度不高，整体刚度和稳定性受到限制，结构耐久性和使用寿命都受到一定程度影响。

③受技术手段限制，暗挖掘进时主体结构衬砌被覆后的回填手段有限、回填不到位，外围周边土体密实度低，多存在空隙、空腔或孔洞。同时，受长期土体水环境变化及水土流失影响，土体难以与主体结构紧密结合融为一体，不能有效形成主体结构与外环境密切协同的共同作用体系。

④一些工事上方建（构）筑物、道路和地下管线等环境复杂，受雨水、城市生活用水、相应部位环境改造等影响，工程周边自然防护层和主体结构受侵蚀严重，周边环境的不利影响十分突出。

⑤一些工事缺乏原始档案资料，难以查找工程所处具体位置，工程情况不明，无法有效进行日常检查和维护，导致长期年久失修。并且受工程结构老化、地下水侵蚀和内部大量积水影响，结构承载力严重下降，周边自然防护层不稳定，极易造成主体结构上部土体开裂、沉陷、塌方、工事结构毁坏，并危及工程本体及周边市政管线和地面建构筑物安全。

3 早期地道式人防工程安全风险分析

我国早期地道式人防工程经过几十年的使用，结构病害多发，安全事故频发。因工程多深埋地下，日常难以发现安全隐患，无法有效进行常态化维护和修缮改造，导致因地道式人防工程引起的地表塌陷等安全事故频发，对地面的交通、地下管线和建（构）筑安全造成严重威胁。早期地道式人防工程的安全风险主要表现在以下六个方面。

①大部分早期地道式人防工程已接近、达到或超过设计使用年限，加之建设水平不高、材料质量和施工质量欠缺等，工程体系存在严重安全隐患。

②早期地道式人防工程的主体结构出现严重碱化、风化、开裂、变形、渗水、底板拱起、局部塌陷等结构安全问题，已严重削弱了结构承载力，难以满足正常安全使用要求。

③地面生活用水、雨水等为工程提供了丰富的地下水源环境，长期的地下水侵蚀作用，导致早期工事渗漏严重，部分已长期处于泡水状态，对工程结构和周边环境安全产生严重影响。

④因早期工事与自然防护层受地下水冲刷影响导致剥离，存在空隙、空腔、孔洞等，在长期的地下水作用下，地道工程周边水土流失严重，主体结构与自然防护层已不能有效共同作用，形成了“各自为战”的局面，削弱了早期工事和整体环境的协调安全。

⑤早期工事自身安全问题对工程上部地下管线、地面道路、地面建（构）筑物等的安全造成严重影响，对上部的人员安全带来严重威胁，一些城市已发生多起严重安全事故。

⑥早期地道式人防工程的诸多安全问题已严重制约了城市的建设和发展。

4 早期地道式人防工程的风险评判

为了对早期地道人防工程进行系统科学的分析评估、发现存在的安全问题并评判其对工程本体和周边环境的危害程度，为早期地道人防工程安全问题综合治理提供依据。该类工程的安全隐患排查及风险评判应主要从以下三个方面着手。

①工程环境安全调查和风险分析。对工程使用条件和环境开展调查，了解并掌握环境对主体结构的作用、工程使用环境情况、周边市政管网情况、周边道路情况、周边建（构）筑物情况以及临近范围人口分布情况等，分析评判早期地道式人防工程安全隐患风险以及危害程度及后果。重点排查工程位置、工程口部及主体与地表建（构）筑物、管线等的位置关系，以及周边建（构）筑物的基础形式及埋深、周边建（构）筑物的变形情况、周边管线的材质及埋深、周边道路的使用功能及荷载情况等。

②主体结构安全调查检测与风险分析。主要对结构使用年限、结构整体稳定性、被覆结构形式、结构构件钢筋配置与锈蚀、结构构件变形缺陷损伤和腐蚀、结构构件安全性、内部积水及渗漏水、外围的空洞及水土流失情况、地质条件及地下水变化情况等进行调查，掌握主体结构的整体安全状况及存在的风险隐患。

③安全风险综合分析与评判。依据工程环境安全调查情况、主体结构安全调查与检测情况综合研究，分析早期地道人防工程安全风险等级，为工程处置提供决策依据。通过分析评判，可以将地道工程分为维持现状类、修缮改造类、退出利用类、退出报废类，分别代表了被分析工程的安全风险等级，针对工程安全状况及其危害程度，制定经济可行、技术可靠、方法科学的针对性综合整治措施，为从根本解决早期地道人防工程的安全问题打下坚实基础。

5 早期地道式人防工程安全隐患综合处置技术措施

对于安全隐患突出的早期地道式人防工程，安全问题比较复杂，处置办法不能单一，应从多角度对工程情况、环境情况、经济技术条件、安全风险危害程度、历史保护和环境保护等方面进行综合考虑，制定多重技术手段并用的安全问题综合整治措施，以确保工程自身安全和环境安全[4-5]。

5.1 主体结构加固处置

对早期地道人防工程进行结构加固时，应结合结构类型、工程现状、周边环境、地质情况等进行综合评估，进行可靠的针对性设计，合理选择加固方法。常用加固方法包括锚喷技术、内衬砌技术、注浆技术，以及压力灌浆补强加固法、钢筋网水泥砂浆面层加固法、钢筋混凝土面层加固法、高延性混凝土面层加固法、粘贴纤维复合材加固法、钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆面层加固法、砌体裂缝修补法、挂网喷射混凝土加固法等，对主体结构存在的安全问题进行针对性的技术处理，消除结构安全隐患，确保主体结构安全。

5.2 拆除或充填处置

对于存在自身结构安全隐患突出、周边环境复杂、安全危害严重、社会经济风险重大等问题的早期地道人防工程，为彻底解决上述安全问题，应采取拆除或充填措施进行报废处置。拆除施工前，应排查受影响的管线、建构筑物、设备设施等，必要时进行改迁或拆除，科学制定设计与施工方案，确保拆除过程安全。充填处置措施主要包括水撼砂充填法、轻骨料混凝土充填法、预拌流态固化土充填法、EPS 颗粒混合轻质材料充填法等，充分填实地道空腔，确保上部自然防护层、上部地下管线和上部建构物的安全。

5.3 封堵处置

封堵处置主要包括临时封堵和报废封堵。对于长期不使用且对周边环境无明显安全隐患的早期地道人防工程，可以采取临时性封堵技术，以解决其日常的维护管理和安全风险问题。封堵处置前，应对不满足结构安全的构件和耐久性受到损伤的构件进行加固，不得任意拆除既有工程的承重结构。报废封堵应结合工程的结构类型及现状、地质条件、水文条件及周边环境，采用砌筑法或堆沙袋法等，应根据砌筑体在建筑物中的位置、作用和受力状态确定其强度、厚度、材料及构造做法。

6 结论

本文介绍了早期地道式人防工程的主要特点，分析了早期地道式人防工程存在的安全风险以及安全风险综合分析与评判的方法，提出了综合处置技术措施，为消除工程本体及其对周边环境的安全隐患提供了重要的技术支撑，主要结论有以下三点。

①早期地道式人防工程存在的安全风险包括工程体系存在严重安全隐患、结构承载力不满足正常安全使用要求、渗漏严重或长期处于泡水状态、主体结构周边水土流失严重、对周边环境的安全产生威胁等。

②依据工程环境安全调查情况、主体结构安全调查与检测情况综合分析安全风险等级，早期地道式人防工程可划分为维持现状类、修缮改造类、退出利用类、退出报废类四个类别。

③针对早期地道式人防工程的工程本体和周边环境存在的差异化安全风险特点，可采取结构加固、拆除或充填、封堵等综合处置技术措施。