城市軌道交通融合防護(hù)需求發(fā)展探討

黃建偉，吳立橋 ，師龍，劉學(xué)軍

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430063）

近20年來(lái)，在城市軌道交通兼顧人防領(lǐng)域獲得了許多重要進(jìn)展。2004年，上海率先出版了《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》，其中對(duì)軌道交通兼顧設(shè)防部分的設(shè)計(jì)提出了詳盡的要求，成為后來(lái)上海軌道交通兼顧設(shè)防的主要設(shè)計(jì)依據(jù)之一，但許多提法是基于原1995年版《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在后續(xù)的設(shè)計(jì)中逐步成為滯后的技術(shù)法規(guī)。2005年，國(guó)家修訂《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》，為一般人民防空工程建設(shè)從建筑、材料、結(jié)構(gòu)、爆炸荷載、孔口防護(hù)設(shè)備、通風(fēng)、給排水和電氣等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，為軌道交通工程兼顧人民防空設(shè)計(jì)提供了參考。2009年，國(guó)家頒布《軌道交通人民防空設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)軌道交通工程人民防空的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法、技術(shù)措施等做了明確規(guī)定，從而使地鐵兼顧人防的法律地位、防護(hù)要求、功能定位及技術(shù)措施都有了比較具體的規(guī)定，實(shí)現(xiàn)了軌道交通工程兼顧人防標(biāo)準(zhǔn)要求和技術(shù)措施的統(tǒng)一和規(guī)范化，促進(jìn)了全國(guó)城市軌道交通兼顧人防建設(shè)全面、有序開展。隨著2008年以來(lái)我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的突飛猛進(jìn)，出現(xiàn)了許多新的情況和問(wèn)題。殷柏齡對(duì)人防工程建設(shè)原則和各專業(yè)人防設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，詳細(xì)剖析了各專業(yè)兼顧人防措施，提出在確保戰(zhàn)備效益的前提下，人防設(shè)計(jì)要立足兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化的原則。2011年，吳國(guó)忠針對(duì)軌道交通兼顧人防工程建設(shè)實(shí)踐對(duì)其在工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等階段的特點(diǎn)和控制重點(diǎn)進(jìn)行了梳理總結(jié)，分析了《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》與《軌道交通工程人民防空設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于軌道交通兼顧人防設(shè)計(jì)的主要區(qū)別，提出了若干保證軌道交通兼顧人防工程建設(shè)效果的有效措施。2016年，張慶軍從地鐵車站總體平面設(shè)計(jì)、車站主體建筑設(shè)計(jì)、車站附屬建筑設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了總結(jié)，以期創(chuàng)造地鐵安全、舒適、高效的使用環(huán)境。2017年，羅楠對(duì)地鐵工程中的人防設(shè)計(jì)設(shè)防要求，地鐵結(jié)構(gòu)、給排水、通風(fēng)、配電、設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)及平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換要求進(jìn)行了梳理總結(jié)，并對(duì)地鐵兼顧人防戰(zhàn)時(shí)運(yùn)行功能模式進(jìn)行了探討。

事實(shí)上，現(xiàn)有地鐵人防設(shè)備、設(shè)施的技術(shù)措施是在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中積累起來(lái)的，在技術(shù)樣式、技術(shù)水平和信息化程度等方面體現(xiàn)不同時(shí)期的特征，但已顯著落后于軌道交通工程的發(fā)展，成為軌道交通工程高質(zhì)量發(fā)展的短板和掣肘。為此，本文旨在通過(guò)分析軌道交通兼顧人防要求發(fā)展脈絡(luò)，梳理現(xiàn)行軌道交通兼顧人防要求中存在的現(xiàn)狀特點(diǎn)，前瞻未來(lái)城市軌道交通兼顧設(shè)防未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1 地鐵兼顧設(shè)防現(xiàn)狀特點(diǎn)

城市軌道交通兼顧設(shè)防經(jīng)過(guò)幾十年的探索發(fā)展，從指導(dǎo)原則到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)成果，形成了一套相對(duì)完整的技術(shù)體系。但隨著城市地下空間現(xiàn)代化發(fā)展，不同功能特點(diǎn)的站點(diǎn)逐漸增多，傳統(tǒng)的兼顧設(shè)防方式難以滿足地鐵站點(diǎn)建設(shè)高質(zhì)量地下空間的需要，在工程建設(shè)工程中逐步浮現(xiàn)出一些設(shè)防矛盾問(wèn)題亟待解決。

1.1 平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時(shí)效性差

孔口封堵是平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施中，工作量、物資需求量、轉(zhuǎn)換時(shí)間都非常大的部分，活塞風(fēng)井的封堵還包括垂直封堵和水平封堵兩種，封堵和拆除都比較困難。一旦封堵，列車將不能運(yùn)行，切換到列車運(yùn)行狀態(tài)需要重新拆除和清理掉封堵的沙袋和構(gòu)件，頻繁的切換在戰(zhàn)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)。因此，活塞風(fēng)井的封堵，需要采取可快速切換的措施。軌道交通兼顧設(shè)防的技術(shù)措施雖已相對(duì)系統(tǒng)成熟，按照現(xiàn)有技術(shù)手段，也能夠順利實(shí)現(xiàn)平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換，達(dá)到預(yù)定防護(hù)目標(biāo)，但在時(shí)效性上未能與現(xiàn)代化城市地下空間開發(fā)水平和信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展特點(diǎn)相匹配。隨著預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市空襲預(yù)警時(shí)間不斷延長(zhǎng)，使得城市軌道交通運(yùn)行模式可以實(shí)現(xiàn)空襲警報(bào)響起，列車隨即停運(yùn)，站點(diǎn)切換為防護(hù)模式?？找u警報(bào)解除，運(yùn)行所需的風(fēng)道和戰(zhàn)時(shí)主要出入口正常開啟，站點(diǎn)切換為運(yùn)行模式。實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于目前對(duì)于地鐵作為疏散干道的相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)并沒(méi)有規(guī)范給出明確的要求，大多數(shù)技術(shù)人員對(duì)于疏散干道的設(shè)計(jì)不熟悉，不能從戰(zhàn)時(shí)疏散、運(yùn)輸?shù)男枨笊祥_展融合防護(hù)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而過(guò)多強(qiáng)調(diào)了人員掩蔽的功能需求。故當(dāng)前存在問(wèn)題主要有兩點(diǎn)：一是地鐵車站轉(zhuǎn)入戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)后，按照轉(zhuǎn)換預(yù)案能夠?qū)崿F(xiàn)有效防護(hù)，但卻無(wú)法保證地鐵列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。二是地鐵車站活塞風(fēng)排風(fēng)口平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換工作量大，時(shí)間長(zhǎng)，難以滿足快速轉(zhuǎn)入戰(zhàn)時(shí)掩蔽防護(hù)需求，也難以快速切換恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 平時(shí)使用功能與戰(zhàn)時(shí)防護(hù)要求之間的一體化融合進(jìn)程慢

地下空間平時(shí)使用環(huán)境包括空氣質(zhì)量控制和環(huán)境心理影響等多種因素。引入自然陽(yáng)光對(duì)內(nèi)部環(huán)境和心理都有積極因素，也是地下空間開發(fā)利用中一直想實(shí)現(xiàn)的。地鐵站點(diǎn)多位于地下，基于以人為本的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在滿足基本使用功能的前提下，充分考慮乘客生理、心理等方面的需求，打造良好的地下空間環(huán)境。從建筑角度而言，在車站條件允許的情況下，可采用自然采光方案，將室外自然光引入站臺(tái)。淺埋車站的頂板安裝采光窗是一項(xiàng)最直接有效的方法，但由于地鐵需兼顧防護(hù)設(shè)防需求，其結(jié)構(gòu)頂板受限于普通玻璃材料強(qiáng)度制約，普通的采光窗不能滿足人防整體防護(hù)要求，一旦設(shè)置將大大增加平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換量，因而很難實(shí)施，故一直未能將自然采光等措施引入地鐵車站內(nèi)部空間。

1.3 防護(hù)設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新步伐緩

當(dāng)前，防護(hù)設(shè)備發(fā)展水平尚難以與城市地鐵空間發(fā)展水平相協(xié)調(diào)，防護(hù)設(shè)備自動(dòng)化啟閉技術(shù)發(fā)展慢，直至今日，地鐵防護(hù)設(shè)備仍多采用人工手動(dòng)啟閉方式打開，且對(duì)操作人員有一定的技術(shù)要求，遠(yuǎn)不能適應(yīng)智能化控制發(fā)展需求，特別是在武器裝備不斷更新迭代的背景下，防護(hù)水平尚未能及時(shí)迭代更新與之相適應(yīng)。例如，地鐵車站區(qū)間隔斷門在形成獨(dú)立防護(hù)單元的同時(shí)，阻斷了地下交通干線。而通過(guò)地鐵連通將地下空間連網(wǎng)成片，進(jìn)而形成互聯(lián)互通的地下防護(hù)體系是以地鐵為主的地下交通無(wú)可替代的功能。尤其是早期的防護(hù)設(shè)計(jì)，而臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換需要在區(qū)間隔斷處拆除匯流排，有的甚至閘斷匯流排和部分電纜，相當(dāng)于完全破壞了地鐵戰(zhàn)時(shí)的運(yùn)輸能力，更是戰(zhàn)時(shí)功能與平時(shí)功能的割裂和矛盾，也給戰(zhàn)后恢復(fù)帶來(lái)困難，相關(guān)技術(shù)亟待更新。

2 融合防護(hù)設(shè)計(jì)的對(duì)策建議

城市軌道交通站點(diǎn)融合防護(hù)設(shè)計(jì)，可以從快速平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換融合設(shè)計(jì)和防護(hù)采光融合設(shè)計(jì)以及防護(hù)設(shè)備融合設(shè)計(jì)等3方面實(shí)施。

2.1 快速平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換融合設(shè)計(jì)

針對(duì)地鐵活塞風(fēng)排風(fēng)口戰(zhàn)時(shí)快速平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換需求，結(jié)合人防工程中連通道的做法，提出通過(guò)在活塞風(fēng)井的平直段設(shè)置雙門，其中外側(cè)一道為防護(hù)密閉門，內(nèi)側(cè)一道為密閉門，以形成密閉通道，代替以往的防護(hù)門加沙袋的封堵方式，由固定封堵轉(zhuǎn)為可隨時(shí)啟閉的通道封堵。當(dāng)具備在站臺(tái)安裝雙門的條件時(shí)，在水平風(fēng)道段設(shè)置一樘防護(hù)密閉門和一樘密閉門；站臺(tái)沒(méi)有內(nèi)部空間，可以在活塞風(fēng)道的垂直段增加設(shè)置水平防護(hù)密閉門；對(duì)于已經(jīng)建成的車站，可以在原防護(hù)密閉門位置局部改造，加厚門框，增加一樘向內(nèi)開啟的密閉門，形成一框雙門的封堵形式。同時(shí)，研究基于物聯(lián)網(wǎng)一體化智能控制的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)活塞風(fēng)排風(fēng)口的快速啟閉，將有效提升人防設(shè)備的信息化、智能化水平，縮短地鐵車站平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換所需時(shí)間。

2.2 防護(hù)采光融合設(shè)計(jì)

防護(hù)采光融合設(shè)計(jì)的前提是需要具有抗壓強(qiáng)度高、經(jīng)濟(jì)適用的復(fù)合防護(hù)采光材料。隨著復(fù)合玻璃材料和工藝的不斷進(jìn)步，復(fù)合多層玻璃防護(hù)采光窗已通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，能夠用于地鐵空間自然采光需求。車站站廳是平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)人員聚集的地方，一體化設(shè)計(jì)可采用新型抗爆玻璃窗，安裝在負(fù)一層頂板，實(shí)現(xiàn)直接采光。抗爆玻璃窗的抗力滿足地鐵人防設(shè)計(jì)要求的對(duì)核武器和常規(guī)武器的抗力標(biāo)準(zhǔn)。戰(zhàn)時(shí)不需要加強(qiáng)，僅需按照防核輻射要求復(fù)土。

采光抗爆玻璃窗的安裝，還需要結(jié)合綠化和地面景觀。地鐵車站通常位于地面交通干道下方，從建筑角度而言，防護(hù)采光頂板最優(yōu)選擇是設(shè)置于道路中間綠化帶處，可結(jié)合地面道路中間的綠化帶設(shè)置采光抗爆玻璃窗。

2.3 防護(hù)設(shè)備融合設(shè)計(jì)

防護(hù)設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制，主要原因在于其功能單一，使用頻率低，且戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)具有不確定性，故尚未形成大規(guī)模的市場(chǎng)需求。而由于戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)將產(chǎn)生災(zāi)難性后果及工程建設(shè)具有不可逆的特點(diǎn)，故在地鐵站點(diǎn)建設(shè)中需同步考慮其設(shè)防需求。其中區(qū)間隔斷門的設(shè)置應(yīng)與地鐵交通設(shè)計(jì)進(jìn)一步融合，探索保障戰(zhàn)時(shí)主要功能與實(shí)現(xiàn)區(qū)間隔斷的合理措施，主要是對(duì)于區(qū)間隔斷門的技術(shù)改進(jìn)。區(qū)間隔斷防護(hù)門必須保證地鐵交通設(shè)施主要是匯流排在戰(zhàn)時(shí)的處理。主要有兩個(gè)方案，一是防護(hù)門關(guān)閉時(shí)采取保護(hù)匯流排的措施；二是采用剛性匯流排，防護(hù)門關(guān)閉時(shí)允許拆卸，開啟后能夠快速連接恢復(fù)。此外，可以考慮進(jìn)一步豐富防護(hù)設(shè)備功能，結(jié)合工程實(shí)際需求增加其使用頻率，例如，將防火與防護(hù)功能相融合設(shè)計(jì)防火防護(hù)密閉門，將防護(hù)與防淹功能相結(jié)合設(shè)置防淹門，將防護(hù)門和管理門合并等，進(jìn)而增加其市場(chǎng)使用需求，將防護(hù)設(shè)備引入智能化時(shí)代。

3 面向未來(lái)融合防護(hù)設(shè)計(jì)的啟示

（1）明確功能定位，統(tǒng)籌謀劃全局。地鐵站點(diǎn)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在熟悉地鐵運(yùn)行環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步熟悉兼顧人防的設(shè)防理念，理解軌道交通工程戰(zhàn)時(shí)防護(hù)功能定位，從而實(shí)現(xiàn)在貫徹落實(shí)兼顧設(shè)防的同時(shí)，保證城市地鐵網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急疏散功能的實(shí)現(xiàn)。

（2）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化設(shè)防方案。傳統(tǒng)設(shè)防模式受限于材料、技術(shù)等因素制約，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員可選擇的方案不多，難以滿足現(xiàn)代化城市地下空間發(fā)展需要。未來(lái)在條件允許情況下，可以依托城市重點(diǎn)工程為試點(diǎn)，加快防護(hù)設(shè)備創(chuàng)新迭代步伐，給傳統(tǒng)防護(hù)設(shè)備插上信息化、智能化的翅膀，為軌道交通融合防護(hù)設(shè)計(jì)提供更多備選方案，構(gòu)建城市軌道交通人防工程智能化解決方案。

（3）推動(dòng)機(jī)制創(chuàng)新，打造平戰(zhàn)一體。融合防護(hù)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)平時(shí)使用和戰(zhàn)時(shí)防災(zāi)一體化運(yùn)用。除設(shè)計(jì)、建造階段需要協(xié)調(diào)溝通以滿足技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制要求外，當(dāng)前城市軌道交通防護(hù)設(shè)備在維護(hù)、管理機(jī)制上尚未形成深度融合。應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，推動(dòng)體制機(jī)制創(chuàng)新，探索將戰(zhàn)爭(zhēng)災(zāi)害并入防災(zāi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建-管-用一體化的管理模式對(duì)未來(lái)城市軌道交通兼顧設(shè)防長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)城市軌道交通兼顧人防要求建設(shè)工作已全面展開，應(yīng)重點(diǎn)研究信息化戰(zhàn)爭(zhēng)威脅條件下的快速平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換需求，把握城市軌道交通兼顧人防要求發(fā)展趨勢(shì)，提升人防設(shè)備的信息化、智能化水平，使軌道交通在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中高效完成預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)，促進(jìn)地下空間與人民防空的高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與國(guó)防效益相統(tǒng)一的發(fā)展目標(biāo)。