成都市綜合管廊人民防空體系建設研究

官禮慶 張曉辰 黃靜華 周祖林 吳海瑜

（1.成都設計咨詢集團成都市人防建筑設計研究院，四川成都 610015；2.軍事科學院國防工程研究院，北京 100036）

1 前期工作

國務院《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》第5條規定，地下綜合管廊工程結構設計應滿足抗震、人防和綜合防災等需要。

我國管廊兼顧人防建設處于起步階段，缺乏應用于綜合管廊的系列化口部防護設備和設計標準，無法滿足綜合管廊設防要求。但綜合管廊在提高城市工程管線建設安全和標準、保障城市正常運轉等方面扮演著十分重要的角色，成都市人民防空辦公室（以下簡稱市人防辦）著手地下綜合管廊人民防空體系—設計標準、防護設備、檢測標準的研究工作，并由成都設計咨詢集團成都市人防建筑設計研究院（以下簡稱設計院）配合軍科院完成。

2 試點工程設防

在工程實踐階段，項目組在成都市已申報的21個試點項目中，從項目開展階段、工程規模、竣工時間要求等維度考量，最終選取“IT大道綜合管廊”“日月大道綜合管廊”“蜀龍路五期綜合管廊”“中和片區綜合管廊”等共計18.6km的項目開展人防設計工作。

除了在成都市中心城區開展試點工程，項目組在成都市東部新區累計完成“東一線道路及綜合管廊工程”“機場南線（一期）綜合管廊工程”“北一線道路及綜合管廊工程”等9個項目的設防設計工作，累計設防長度51.1km，完整覆蓋了東部新城所有新建綜合管廊項目。

設計工程中面臨的最大困難是無綜合管廊人民防空設計標準，無可使用的防護設備。項目組積極探索，充分吸收結建人防工程、地鐵兼顧人防項目的成功經驗，因地制宜制定了適合成都市地下綜合管廊的設防方案，為制定本市標準和進行防護設備研發收集技術參數和指標。

3 新型綜合管廊防護設備研發

2018年，設計院配合軍科院完成科研立項，將綜合管廊新型材料系列防護設備列入人民防空辦公室2019年度重點科研選題目錄。該科研項目分為兩個階段，第一階段研發成都地標產品、圖集和檢測標準，第二階段研發國標產品、圖集和檢測標準。

兩院成立科研項目組，從防護需求、設防重點、戰時功能等方面展開課題研究，借鑒研究國內第一批試點城市綜合管廊人防項目，結合成都市實際情況，制定適合成都本地的綜合管廊人防工程防護設備技術目標，力爭實現智慧人防，使綜合管廊防護設備符合“新材料、新工藝、智能化”等技術原則，做到防護設備可自動控制、內部環境可智能監控、管廊防護設備可遠程啟閉、管廊受打擊后可快速搶修恢復等技術指標，實現成都市在綜合管廊人防工程建設領域達到國內領先的目標。

科研項目組確立任務和研究方向，進行綜合管廊系列防護設備方案設計、防護設備門扇基材性能與成型工藝研究、防護設備抗力性能數值仿真以及計算研究、防護設備液壓驅動與自動化控制技術研究、防護設備試驗研究、綜合管廊防護設備選用圖集編制。

3.1 材料選型

經項目組充分論證，決定采用樹脂基纖維增強片狀模塑料（SMC）作為綜合管廊系列防護設備的門扇基材，該材料具備輕質耐腐、使用安裝便捷、外形美觀、可實現標準化加工和高效率生產的特點。采用平板結構形式作為門扇基本結構。該結構生產、加工、安裝便捷，水平設置于道路、綠化帶兩側時，不阻礙人員、車輛通行，且不影響市政的美觀效果。

SMC基材如圖1所示。

高溫模壓如圖2所示。

圖2 高溫模壓

設備拼裝如圖3所示。

圖3 設備拼裝

3.2 設備方案設計

檢修口又稱逃生口，是綜合管廊上開設的用于檢修人員進出工程內部和應急逃生的洞口。吊裝口又稱投料口，是綜合管廊上開設的將各種管線和設備吊入或吊出綜合管廊的洞口。在項目中完成方案設計和多輪方案比選優化。

各設備方案設計如圖4～圖8所示。

圖4 檢修口通風口設備方案

圖5 檢修口通風口設備閉鎖機構設計

圖6 投料口設備方案

圖7 投料口閉鎖機構

圖8 投料口設備啟閉控制機構

3.3 工藝創新

設備超長、尺寸超大、模壓機具完成設備加工難度大，項目組進行了科研創新，提出模塊化拼裝的方案。多模塊拼裝、高強度結構耐候膠和螺栓連接方案如圖9所示。

圖9 多模塊拼裝、高強度結構耐候膠和螺栓連接方案

3.4 防護設備試制及試驗研究

設備試制階段，項目組對設備和基材進行各類試驗，進行數據分析和設計優化，包括門扇基材力學性能測試、門扇基材物理性能測試、預埋件拔出力測試、門扇基材老化性能測試、門扇模壓生產工藝試驗、等效靜載計算、動載計算、驅動系統優化設計、自動控制系統設計、抗力性能測試、自動啟閉試驗、斷電情況下的手動/蓄能器啟閉試驗、遠程控制試驗、防水性能試驗（50cm水淹試驗）。

SMC復合材料投料口基材試驗數據如圖10所示。

圖10 SMC復合材料投料口基材試驗數據

檢修口（通風口）防護設備啟閉試驗如圖11所示。

圖11 檢修口（通風口）防護設備啟閉試驗

遠程啟閉試驗如圖12所示。

圖12 遠程啟閉試驗

抗力試驗后驅動系統性能檢測如圖13所示。

圖13 抗力試驗后驅動系統的工作性能檢測

2019年5月29日，按照預定工作計劃，成都市人防辦主持召開《成都市地下綜合管廊工程系列人防防護設備研制與標準圖集編制》項目成果鑒定會，來自軍內外的7位專家聽取項目組研究成果匯報，審查成果文件。本科研項目主要實現了7大技術進步。

（1）首次解決成都市綜合管廊檢修口、吊裝口、出入口（連通口）、通風口等口部的防護問題，滿足成都市地下綜合管廊落實防護要求的工程需要。

（2）首次將復合材料及其模壓成型技術應用于綜合管廊防護設備，在保證強度和密閉性要求的基礎上，顯著降低門扇重量，增強防護設備的耐候性能，提高防護設備的生產效率，優化防護設備的使用、安裝、維護性能。

（3）首次對綜合管廊防護設備開展抗力性能實爆檢測，結合抗力性能試驗，首次對沖擊波荷載作用后的防護設備密閉性能以及驅動系統工作性能進行檢測。研制的防護設備滿足抗力要求，設備在承受試驗荷載后仍能夠實現自動啟閉，密閉性能滿足相關標準要求。

（4）研制出一種可拼接、模塊化的復合材料人防防護設備門扇，首次解決大跨度復合材料防護設備門扇的模塊化生產難題。依靠較少模具，即可實現不同尺寸系列的復合材料防護設備制造生產，降低生產成本，縮短制作周期。

（5）在復合材料防護設備的研制過程中運用LFT+SFT梯度設計和鋪層優化方法，充分發揮不同材料的性能優勢，提高纖維的浸透性能，增強防護設備的抗力性能。

（6）實現綜合管廊防護設備的自動啟閉、遠程控制、環境監測以及侵入報警等功能，具備較高的自動化和智能化水平。防護設備具有手動操縱的功能，可以在斷電時實現快速啟閉。

（7）編制適用于成都市綜合管廊工程的防護設備選用圖集，編制的圖集結構合理、說明以及圖面條理清晰、數據準確、選用方便。

鑒定會專家認為，本項目研究技術路徑合理，創新性較強，充分體現了人民防空建設“平戰結合、軍民融合”的總體要求，研究成果符合綜合管廊建設人民防空需要，戰備效益、社會效益、經濟效益顯著。研究成果具有廣泛的推廣應用價值，通過鑒定。項目于2019年5月28日完成第一階段的成果鑒定并由成都市人防辦公布試用。

軍科院以上述科研成果作為國標產品和圖集的組成部分，報人防辦進行項目鑒定。2020年12月28日，第二階段科研成果《城市地下綜合管廊系列防護設備研制與選用圖集、檢查標準編制》通過人防辦組織的科研鑒定，獲得評審組專家高度評價，結論意見為“該項目研究難度大、技術先進、創新性和實用性強，成果豐富，戰備效益、經濟效益顯著。研究成果在同領域達到國際先進水平，具有廣泛的推廣和應用價值”。

4 編制綜合管廊人防技術標準

《成都市綜合管廊人民防空技術標準》經省住建廳立項批準，由成都設計咨詢集團成都市人防建筑設計研究院擔任主編單位，中國市政工程西南設計研究總院有限公司、軍科院、成都市建設工程質量監督站擔任參編單位。

編制過程中，多次邀請國家“綜合管廊戰術技術要求”“綜合管廊人民防空標準”編制團隊進行指導和審查，有效保障了本標準的編制質量。

本標準系統地梳理了設防需求、設防等級、防護單元劃分、孔口防護、管線防護、戰時功能保障、平戰轉換等設計要點，納入施工及驗收、防護設備檢測章節，對成都市綜合管廊人民防空設計、施工和檢測起到較好的推進作用。

5 結語

在成都市綜合管廊人民防空體系建設過程中，設計院配合軍科院從標準著手，以科研項目為依托，形成“領先的技術標準”“嚴謹的科研過程”“齊備的防護設備體系”“完善的設備檢測標準”等豐富的科研成果，形成20余項相關專利，在國內率先實現綜合管廊人民防空建設體系完整閉環。切實做好城市綜合管廊防護，可以提升綜合管廊工程戰備效能，構建完備的城市防護體系，是成都市人防主管部門和從業單位全面落實“堅持人民防空為人民，鑄就堅不可摧護民之盾”的務實舉措。將積極面對城市人防建設面臨的新情況、新問題，持續推動人防建設高質量發展，堅持人民防空為人民，為成都市城市建設、創新發展做出應有貢獻。