李海燕

（山東省人民防空建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 人防工程概述

1.1 人防工程的基本概念

人防工程的主要功能在于戰(zhàn)時(shí)保護(hù)人員、物資、開(kāi)展醫(yī)療救護(hù)工作等，是一種修建在地下的防護(hù)工程。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，工程建筑領(lǐng)域迎來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。人防工程位于在建筑物的地下部分，會(huì)直接影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全和工程質(zhì)量。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，人們?cè)谌朔拦こ淘O(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)，將人防工程設(shè)計(jì)分成人防區(qū)和非人防區(qū)。人防工程面積、防護(hù)級(jí)別、防護(hù)級(jí)別、戰(zhàn)時(shí)功能設(shè)計(jì)依據(jù)由主管部門(mén)出具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)[1]。

1.2 人防工程的發(fā)展史

20 世紀(jì) 60 年代末、70 年代初，各單位、街道居民在房屋下開(kāi)挖洞，爾后相互連通，形成了四通八達(dá)的地道網(wǎng)。但是這一時(shí)期工程由于缺少統(tǒng)一規(guī)劃，缺乏經(jīng)驗(yàn)，加上技術(shù)力量不足，而且質(zhì)量較差。伴隨著時(shí)代的發(fā)展，人防工程也開(kāi)始慢慢規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)化、科學(xué)化。不少人防工程做到了品質(zhì)高、面積大、效益好平戰(zhàn)結(jié)合工程。很多大中型人防工程成為城市建設(shè)的重點(diǎn)工程，局部地區(qū)城市的地下商場(chǎng)、大型商場(chǎng)、地下倉(cāng)庫(kù)、地下停車(chē)場(chǎng)等給大家的日常生活提供了各種選擇，豐富了城市日常生活，帶來(lái)了較好的社會(huì)效益，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.3 人防工程與地下空間開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)相結(jié)合

在城市開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)修建中，全面綜合運(yùn)用地下空間，使人防工程不但把戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)作為安全防護(hù)場(chǎng)所，而且在和平時(shí)期也可以為滿(mǎn)足日常使用。在建設(shè)過(guò)程中合理的利用地下資源環(huán)境，為人們創(chuàng)造良好的居住和休閑場(chǎng)所，隨著地鐵和地下商場(chǎng)等不斷的建設(shè)和發(fā)展，對(duì)我國(guó)城市的環(huán)境帶來(lái)了一定的改善，既保證了城市交通的舒暢，也為地面環(huán)境和資源保護(hù)提供了條件。城市地下空間的綜合開(kāi)發(fā)和利用是一個(gè)城市可持續(xù)發(fā)展的必備條件，在地下空間的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，合理的兼顧人防功能，使地下空間得到合理的利用，促進(jìn)城市長(zhǎng)期穩(wěn)定健康發(fā)展[2]。

2 人防工程設(shè)計(jì)原則

人防工程的制定要徹底達(dá)到“長(zhǎng)期性整體規(guī)劃、加強(qiáng)重點(diǎn)地區(qū)基本建設(shè)、和平時(shí)期與戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期緊密結(jié)合”的規(guī)定，堅(jiān)持不懈融合防空基本建設(shè)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、城市基本建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)人防工程的建設(shè)選址、結(jié)合戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期和和平時(shí)期的不同操作方法，務(wù)必達(dá)到城市防空建設(shè)工程的標(biāo)準(zhǔn)。在和平時(shí)期，還需要考慮到城市生產(chǎn)制造和生活服務(wù)的要求、人的全面發(fā)展的結(jié)構(gòu)性規(guī)定、其自然環(huán)境、地域特點(diǎn)、住宅建筑規(guī)范及其從和平時(shí)期到戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的銜接問(wèn)題。在人防工程的設(shè)計(jì)中，人防工程的組成主要包含工程主體、工程口部，工程口部是防護(hù)工程主體與地表面連接部分，是防護(hù)工程戰(zhàn)時(shí)防護(hù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是防護(hù)工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?？诓恐饕譃槿藛T、設(shè)備出口和進(jìn)排風(fēng)、排煙口，以及其他各種相關(guān)設(shè)備與地面的連接部分，如集水井、防爆波電纜井等。對(duì)人防工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下4點(diǎn)：①對(duì)常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載和核武器爆炸動(dòng)荷載，設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用；②只進(jìn)行承載力的驗(yàn)算，不必驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫；③注意各部位的抗力協(xié)調(diào)，避免因設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部破壞，失去整個(gè)防護(hù)建筑的作用；④重視構(gòu)造要求，人防設(shè)計(jì)的許多構(gòu)造要求與一般的建筑設(shè)計(jì)不同，要求更為嚴(yán)格，應(yīng)充分爆炸結(jié)構(gòu)的延性[3]。

3 人防工程的結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇

3.1 結(jié)構(gòu)種類(lèi)

人防工程按構(gòu)筑形式可以分為地道工程、坑道工程、堆積式工程和掘開(kāi)式工程；按施工方法分為暗挖式和掘開(kāi)式。

3.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要挑選選用受力清晰、簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，其一致性和擴(kuò)展性也需要充足好，既要滿(mǎn)足平時(shí)正常使用的要求，又要滿(mǎn)足戰(zhàn)時(shí)功能的要求。人防工程的結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有框架結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋、密肋樓蓋和板柱結(jié)構(gòu)等，通道和出入口安全通道通常應(yīng)用方形架構(gòu)結(jié)構(gòu)[4]。

4 人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案階段確保結(jié)構(gòu)選型合理。人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)在建筑方案基礎(chǔ)上保證人防工程梁或板下有足夠的凈高，滿(mǎn)足設(shè)備專(zhuān)業(yè)給排水、暖氣和電氣管道的排布要求。人防工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)是選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括人防等效靜荷載取值、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面選擇、結(jié)構(gòu)軟件分析計(jì)算、施工圖[5]。

4.1 人防平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作

建筑平面中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是人防區(qū)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)建筑每個(gè)防護(hù)單元抗力級(jí)別進(jìn)行人防荷載的取值。平面圖中要注明人防的戰(zhàn)時(shí)功能、防化級(jí)別、防護(hù)級(jí)別和口部。對(duì)平面圖中人防外墻、臨空墻、隔墻和門(mén)框墻計(jì)算，根據(jù)計(jì)算選擇合理的截面尺寸并編號(hào)定位，人防區(qū)框架柱通過(guò)結(jié)構(gòu)軟件選擇合理的截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

4.2 人防工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講究平戰(zhàn)結(jié)合，既要滿(mǎn)足平時(shí)的使用功能，也要為戰(zhàn)時(shí)的人員、設(shè)備掩護(hù)做保障。在設(shè)計(jì)頂板時(shí)，首先要確定人防荷載，建好模型，輸入相關(guān)荷載和參數(shù)。底板計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要區(qū)分單建和附建兩中情況，單建地下室要考慮抗浮，適當(dāng)?shù)脑黾痈餐粱虻装搴穸?、打抗浮樁或錨桿等。墻體設(shè)計(jì)中，人防最主要的是口部設(shè)計(jì)，建筑上的密閉通道、簡(jiǎn)洗間、擴(kuò)散室等，對(duì)于結(jié)構(gòu)則主要是區(qū)分外墻、臨空墻、隔墻和內(nèi)墻等，在區(qū)分的基礎(chǔ)上做相應(yīng)的配筋。外墻一般為人防荷載控制，臨空墻和隔墻可以根據(jù)人防級(jí)別作相應(yīng)計(jì)算，要注意區(qū)分人防區(qū)和非人防區(qū)，內(nèi)墻一般都為構(gòu)造配筋?？诓刻庨T(mén)框墻配筋時(shí)，首先要區(qū)分是否為第一道門(mén)，即直接承受沖擊波荷載的防護(hù)密閉門(mén)，配筋要適當(dāng)加強(qiáng)。人防出入口（樓梯、坡道），首先要區(qū)分是戰(zhàn)時(shí)主要出入口還是次要出入口，主要出入指的是戰(zhàn)時(shí)有人員進(jìn)出的口部，樓梯或坡道頂?shù)装逡紤]人防荷載適當(dāng)加強(qiáng)。

在具體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過(guò)建模計(jì)算，全方位詳細(xì)的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式、人防墻計(jì)算和人防口計(jì)算為人防構(gòu)件，人防墻計(jì)算有4 種不一樣的力計(jì)算方式，詳細(xì)情況如表1 所示。

表1 不同墻體的使用范圍

在 FWQ、FQ1、FQ3 的設(shè)計(jì)中，按豎向板的方式，通過(guò)軟件建立模型計(jì)算，箍筋豎直分布范圍在外界，在FQ2 設(shè)計(jì)中，按照平面板的方式。FQ3 頂端部位有可以視作墻固定不動(dòng)支撐點(diǎn)的單面板。在人防工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程中，應(yīng)留意下述一些層面。最先，在人防墻體設(shè)計(jì)過(guò)程中，在負(fù)載計(jì)算和較大負(fù)載狀況下所需的副筋數(shù)。次之，將人防設(shè)計(jì)方案計(jì)算載荷和人防等效電路載荷項(xiàng)目數(shù)指數(shù)視作1.0。再者，在人防工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面，混凝土和鋼筋系數(shù)要按一定合適的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。最終，針對(duì)人防構(gòu)件橫截面，務(wù)必達(dá)到建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定。

4.3 人防構(gòu)造要求

人防構(gòu)造構(gòu)件的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，在開(kāi)展人防構(gòu)造構(gòu)件計(jì)算時(shí)，和非人防構(gòu)造構(gòu)件設(shè)計(jì)方案通常有較大差別。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，要特別注意一下層面。根據(jù)工程埋深確定防水混凝土的抗?jié)B設(shè)計(jì)等級(jí)；人防工程頂板最小結(jié)構(gòu)厚度為200mm；除此之外，還需留意鋼筋保護(hù)層；同時(shí)注意建筑鋼筋長(zhǎng)短和曲軸長(zhǎng)短；對(duì)混泥土墻、面、門(mén)等尺寸要符合實(shí)際使用需求。門(mén)洞四周的部位需要設(shè)置加強(qiáng)斜筋，后澆帶不應(yīng)穿人防口部和人防門(mén)。

4.4 人防工程項(xiàng)目墻面合理布局

人防工程項(xiàng)目的墻布局最先區(qū)別人防區(qū)和非人防區(qū)，隨后明確人防墻體、人防墻、人防架構(gòu)墻、人防人工墻等。人防墻構(gòu)造的箍筋計(jì)算是人防工程項(xiàng)目的關(guān)鍵構(gòu)成部分，箍筋計(jì)算關(guān)鍵根據(jù)以下3 個(gè)方面：①依據(jù)不一樣的進(jìn)出口方式，承擔(dān)臨空墻載荷。進(jìn)出口是房間內(nèi)進(jìn)出口、戶(hù)外立井、室內(nèi)樓梯、過(guò)道進(jìn)出口、戶(hù)外直通、單邊進(jìn)出口。②一般來(lái)說(shuō)，人防工墻計(jì)算實(shí)體模型在頂端比墻厚時(shí)，頂部為單面，上端板薄厚比墻厚時(shí)，頂端獲得簡(jiǎn)易支撐點(diǎn)。③人防工程項(xiàng)目墻體一般選用土水分散化的凈土壓力計(jì)算。

4.5 人防工程結(jié)構(gòu)計(jì)方案規(guī)定

和非人防工程項(xiàng)目相比，人防工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)定非常嚴(yán)苛。在人防構(gòu)件計(jì)算中有5 個(gè)方面尤其要留意：①人防工程項(xiàng)目要考慮到平戰(zhàn)結(jié)合，人防工程項(xiàng)目的頂?shù)装?、墻體要按照平常載荷的功效計(jì)算裂縫，依據(jù)平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)載荷的功效計(jì)算的配筋和截面值取大值。②根據(jù)規(guī)范要求，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35 構(gòu)件最小配筋率為0.25%，混凝土等級(jí)為C40 及以上構(gòu)件的最小配筋率為0.30%。③人防工程項(xiàng)目密閉性規(guī)定高，要留意地下的抗?jié)B設(shè)計(jì)等級(jí)，注意符合要求。④甲類(lèi)人防工程頂板防護(hù)厚度有最小防護(hù)厚度要求，用于防護(hù)早起核輻射要求。⑤人防工程縱向受力鋼筋的錨固和連接接頭，是一般混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的錨固長(zhǎng)度1.05 倍。

4.6 人防工程施工方法

人防工程中較常用的裝修施工方式一般有明挖法、逆作法（又稱(chēng)蓋挖法）、暗挖法（也稱(chēng)之為礦山法）。明挖法是非常廣泛的作業(yè)方法，隧道施工式和礦坑式人防工程項(xiàng)目的暗挖法較多。可是，近些年，很多單兵人防工程項(xiàng)目都坐落于大城市繁榮區(qū)域的城市地下空間，如何在短期內(nèi)迅速修復(fù)路面，降低對(duì)交通出行的影響，一般都能夠用逆作法施工基本建設(shè)來(lái)更好地解決這一問(wèn)題。逆作法工程施工在設(shè)計(jì)要融合工程施工方法完成設(shè)計(jì)方案。

具體采用的施工方法通常遵循以下4 點(diǎn)：

（1）一般選用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式。

（2）由于先工程施工房頂，再挖木工板下的土，隨后工程施工墻體，因此這時(shí)要考慮到承受力情況，將現(xiàn)澆板邊沿設(shè)計(jì)方案成懸架構(gòu)件。

（3）地下有雙層人防工程項(xiàng)目。因?yàn)榕R時(shí)性支撐點(diǎn)不可以再承擔(dān)行為主體承擔(dān)出來(lái)的載荷，因此一般要選用浦柱的豎直支撐點(diǎn)方式，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)提升板柱連接點(diǎn)上的環(huán)梁設(shè)計(jì)方案。因?yàn)闃兜木壒?，降低了板鋼和底盤(pán)根據(jù)柱橫截面正中間的建筑鋼筋的影響。

（4）因?yàn)橼s工期，沉降后澆帶預(yù)留的時(shí)間長(zhǎng)，一般設(shè)定膨脹加強(qiáng)來(lái)提升混凝土的抗裂、抗?jié)B等級(jí)工作能力。

5 人防工程設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

5.1 創(chuàng)建和健全人防工程設(shè)計(jì)質(zhì)量體系管理

建立人防工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理體系，可以靈活運(yùn)用人防工程設(shè)計(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)作用?，F(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但是相應(yīng)的人防工程建設(shè)行業(yè)卻沒(méi)有太多相應(yīng)的政策法規(guī)進(jìn)行管束，導(dǎo)致人防工程設(shè)計(jì)行業(yè)質(zhì)量良莠不齊，嚴(yán)重影響了人防工程設(shè)計(jì)行業(yè)的良性發(fā)展。因此，我們要進(jìn)一步健全人防工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理體系。在進(jìn)行人防工程設(shè)計(jì)中挑選設(shè)計(jì)合理、有良好企業(yè)信譽(yù)的人防設(shè)計(jì)單位。同時(shí)健全相關(guān)政策法規(guī)，讓人防工程設(shè)計(jì)有法可依。

5.2 健全人防救援企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理模式

搞好人防工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理方面，必須不斷完善內(nèi)部管理模式，那樣能夠確保人防工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。一方面，要依據(jù)規(guī)范化和精確性標(biāo)準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)信息精確測(cè)量，在具體設(shè)計(jì)工作上牽涉到高精度的設(shè)備時(shí)，必須開(kāi)展數(shù)據(jù)驗(yàn)證和核查，以確保數(shù)據(jù)信息的精確性和實(shí)效性。另一方面，要健全質(zhì)量體系管理，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程中完成科學(xué)合理設(shè)計(jì)方案，執(zhí)行義務(wù)監(jiān)督制度，確保內(nèi)控制度高效率可靠地開(kāi)展。

5.3 對(duì)員工的能力培養(yǎng)

為了更好地使人防工程設(shè)計(jì)高效率開(kāi)展，還務(wù)必加強(qiáng)人力資源管理方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的總體水準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方案方面，不但要提升工作人員的操作規(guī)范，還要融合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，制定人員管理方案，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，提高人防工程設(shè)計(jì)行業(yè)水準(zhǔn)。

6 結(jié)語(yǔ)

如今，各國(guó)關(guān)系日趨復(fù)雜，雖然和平與發(fā)展是當(dāng)今時(shí)代的主題，然而霸權(quán)主義強(qiáng)權(quán)政治、局部沖突與動(dòng)蕩仍存。因此，我們要毫不動(dòng)搖地維護(hù)“和平年代提高警惕”基本建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，和平年代人防工程項(xiàng)目建設(shè)不能懈怠，要對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)。人防地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以承擔(dān)防止常規(guī)武器發(fā)生爆炸和核彈爆炸的損害的功能。與此同時(shí)，應(yīng)充分考慮人防工程在和平與戰(zhàn)爭(zhēng)年代功能上的變換，提高人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體水平，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)整體水平的發(fā)展。