地鐵車站人防結構設計淺析

1 前言

近代的地下空間源自于19世紀中葉,1863年倫敦世界首條地鐵通車,標志城市交通進入軌道交通時代。隨后在韓國首爾,法國巴黎,美國波士頓,日本大阪,俄羅斯莫斯科等世界各大城市均建設開始多條地鐵并與周邊地塊的地下空間互聯互通,并在其中建設地下人防工程,防災設施。

我國的地鐵與地下空間開發建設雖然起步晚,但隨著近年來經濟水平的飛速提升,由最開始的僅在北上廣深建設城市軌道交通地鐵項目,逐步開始在全國范圍內省會及經濟發達城市都開始了地鐵項目的建設。截止至2021年12月31日,中國內地地鐵里程共7253.73公里,43座城市已開通軌道交通地鐵項目。

2 地鐵兼顧設防結構的特征及計算要求

人民防空工程建設貫徹“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針,堅持與經濟建設協調發展,與城市建設相結合的原則。

依據國家規范及相關規定,結合工程實際情況,人防防護單元常按“一站一區間”的原則設置防護單元,一座車站(含換乘站)及相鄰區間隧道為一個防護單元,兩個防護單元之間的區間隧道正線上安裝雙向受力的區間防護密閉隔斷門一道,為各防護單元之間的分界。對盾構隧道,防護密閉隔斷門宜設在車站小里程站端墻處并向站內開啟;對明挖隧道及礦山法隧道,防護密閉隔斷門宜設在區間隧道內、并靠近車站站端的直線段內。出入段線設置出入段線設防護密閉隔斷門和出入段線密閉隔斷門各一道,同步建設。

張世貴認為，在推動實施鄉村振興戰略的過程中，可以在立足我國鄉村發展實踐、綜合分析我國鄉村振興戰略的宏觀環境與微觀環境的基礎上，借鑒他山之石，通過學習發達國家解決“三農”問題的經驗，拓寬我國的鄉村振興之路。

各設防車站應設置不少于2處的直通地面的戰時出入口,設置防護門,防護密閉門各一道。且為了地鐵干線與周邊地塊的人防工事相連成片,根據地鐵沿線已建人防工事的情況和未來城市發展需要,在地鐵車站內部預留人防連通口。

地鐵人防工程按防核武器6級和防常規武器6級標準設計。防化等級為丁級,在重點設防站,防化等級則為丙級。考慮清潔式通風和隔絕式通風。

地鐵車站,地鐵隧道及車站出入口的人防口部承擔相應的防護功能。遵循以下原則:

1,軌道交通地下車站和地下區間按核武器一次作用和常規武器非直接命中進行設計,考慮可能出現的最不利情況組合;戰時工況下應進行結構承載力的計算,不驗算結構變形、裂縫開展寬度、地基承載力與地基變形。

2,在常規武器和核武器爆炸動荷載作用下,結構動力分析采用等效靜荷載法,即將動力作用下求內力問題轉化成靜力作用下求內力問題,結構就可按靜力結構的設計計算方法進行內力分析計算。核爆炸及常規武器爆炸動荷載的等效靜荷載計算,按現行國家標準《軌道交通工程人民防空設計規范》執行。

3,作用于結構周邊上的動荷載,按同時均勻作用在結構周邊各部位進行設計。

4,根據鋼筋混凝土結構構件的使用要求,對其進行彈性或彈塑性工作階段的設計計算。

在戰時工況下,材料取值的相關規定如下:

在動荷載單獨作用下或動荷載和靜荷載同時作用下,材料強度設計值按下列公式計算:

式中:fd——動荷載作用下材料強度設計值(N/mm

)

f——靜荷載作用下材料強度設計值(N/mm

)

γd——動荷載作用下材料強度綜合調整系數,

HPB300級鋼筋和HRB33級鋼筋均取1.35、HRB400級鋼筋取1.2;混凝土(C55及以下)取1.5、(C60～C80)取1.4;采用蒸汽養護或摻入早強劑的混凝土,其強度綜合調整系數應乘以0.9的折減系數。

某車站車站為13m島式站臺地下三層車站,站中心底板埋深－26.19m,車站凈長153.0m,凈寬20.3m。雙柱三跨鋼筋混凝土框架結構。標準段基坑開挖深度約26.89m,南、北端頭井開挖深度28.5m/28.8m。

按等效靜荷載法分析得出的內力,在進行梁、柱斜截面受剪承載力驗算及墻、柱正截面受壓承載力驗算時,混凝土在動荷載作用下的強度設計值應乘以折減系數0.8。

車站人防構件計算中可具體分為:

車站主體部分(車站的頂板,底板,外墻,柱以及區間隧道},若地下車站的地下一層(或二層)局部范圍劃歸為非人防區,則該范圍的地下車站一層(或二層)中樓板成為人防防護區域的結構頂板,此時需進行該區域地下車站一層(或二層)中樓板及中樓板梁的戰時工況下承載力驗算。

各地開展試點工作，應包括自然文明、用水文明、管理文明以及文化文明四個方面的建設內容；其指標體系應以地區自然、人文、經濟社會稟賦條件為基礎進行設計，并開展水生態文明評價。結合未來區域發展目標，提出符合區域特性的水生態文明建設原則，設計區域水生態文明建設總體方案，以關鍵技術作為支撐開展區域水生態文明建設工作。

孔口口部部分(單元間隔墻,臨空墻,門框墻,戰時主要出入口樓梯(包括梯段板、樓梯梁、樓梯柱))。

最后，在表6的各個模型中我引入了最后一個變量——公民性，該變量是本次研究中的一個創新，旨在探究公民的社會責任感與社會距離之間的關系。通過因子分析發現，在研究之初所選擇的4個指標中，由“您對地方人大的日常工作和決策的關注程度”和“您對居民/村民委員會日常工作和決策的關注程度”這兩個最高負荷的題項所構成的測度比開始所選擇的4個題項構成的測度更加可信。因此用這兩個題項構成了一個新的變量“公民性”，用來測量城市居民社會責任感的高低，如表5所示。

門框墻荷載應按門扇傳給的等效靜荷載標準值qi和直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值qe同時作用進行計算。

臨空墻:一側直接承受空氣沖擊波作用,另一側不接觸巖、土的墻(另一側為防工程內部的墻體。

臨空墻計算采用的等效靜荷載標準值的取值見規范中等效靜荷載取值表,水平等效靜荷載作用方向垂直于臨空墻。

臨空墻內力計算簡圖根據其周邊實際嵌固情況進行確定。

當門框墻處采用防護密閉封堵板進行封堵時,

封堵板傳給兩支承側門框墻的等效靜荷載標準值可按下式計算:

封堵板傳給邊側門框墻的等效靜荷載標準值可按下式計算:

式中:

qc1——封堵板傳給兩支承側門框墻的單位長度等效靜荷載標準值(N/mm);

qc2——封堵板傳給邊側門框墻的單位長度等效靜荷載標準值(N/mm);

戰時主要出入口內樓梯踏步板、休息平臺板及樓梯梁的上、下層受力主筋伸入支

ch——封堵板跨度方向的門洞尺寸(mm);

b1——邊側單塊封堵板寬度(mm),當無邊側單塊封堵板寬度尺寸資料時可取b1＝1000 mm。

核6級常6級上海地鐵地下車站或地下區間相鄰兩個防護單元之間的隔墻、門框墻水平等效靜荷載標準值,可按50k N/m

采用。設計時,隔墻與門框墻兩側應分別按單側受力計算配筋。

戰時主要出入口——戰時人員、設備或物資進出有保障,且使用方便的出入口。

作用在核6級常6級戰時主要出入口內樓梯踏步與休息平臺上的武器爆炸動荷載應按構件正面和反面不同時受力分別計算,武器爆炸動荷載作用方向與構件表面垂直,其等效靜荷載標準值分別為60k N/m

(作用在構件正面的荷載)30k N/m

(作用在構件反面的荷載)。

在口部構件計算中,門框墻應根據周邊嵌固情況及門洞相對尺寸,劃分為門框側墻、上擋墻和門檻等獨立部分,并應分別設計與計算。門框側墻、上擋墻和門檻可加強配筋,形成暗柱、暗梁,必要時也可設置加強柱、加強梁。

qf——作用在封堵板上的等效靜荷載標準值(N/mm

);

座的長度均需滿足受拉鋼筋的錨固要求。

進一步完善縣城控制區內污水管網向周邊村鎮延伸覆蓋工作，對農村污水采用集中和分散處理的形式。對于重點鎮鎮區村、水源保護地周邊村、鄉（鎮）政府所在地村和人口密集的中心村，設置污水處理廠，主要收集污水處理廠上游河谷周邊城鎮或鄉村的污水，并逐步向周邊村莊輻射。對于人口分散、偏遠的村鎮，提倡相鄰鄉鎮聯合建設污水處理廠（站），實現區域統籌和共建共享［3］。對比較分散或距離河谷較遠的村莊，污水采用分散處理的形式。可考慮建設小型污水處理站、化糞池或氧化塘等處理方式，達標后排放。

3 地鐵車站人防設計實例

在動荷載單獨作用下或動荷載和靜荷載同時作用下,混凝土的彈性模量可取靜荷載作用時的1.2倍,鋼材的彈性模量以及各種材料的泊松比,可取靜荷載作用時的數值。

車站覆土5.6m,頂板厚1m,中板厚0.85m,底板厚1.2m,下一層凈高10.6m,下二層凈高10.9m,地下水位根據地勘報告取值地下1m。

本工程設防標準屬甲類人防工程,工程防核武器抗力級別6級,防常規武器抗力級別6級。工程設計使用年限為100年。

材料:車站結構構件均采用C45砼;底板下素混凝土墊層強度等級為C30,并采用早強混凝土。其余未特別注明外均采用C35砼;

荷載:

3.1 永久荷載:

?結構自重:鋼筋混凝土自重按25k N/m

計。

?覆土重:按豎向全土柱重量計,覆土容重按18k N/m

計。

?水土側壓力:作用在明挖圍護結構上的主動區土壓力宜按朗金公式的主動土

壓力計算,在給支護結構橫撐施加預應力時,宜根據結構的變位取靜止土壓力或界于靜止土壓力與主動土壓力之間的經驗值。側壓系數＝0.4本次。在使用階段,結構承受的水平力宜按主動土壓力和靜止土壓力對結構產生的不利工況進行計算。使用階段,要考慮水對結構的長期效應,應采用水土分算。

3.2 可變荷載

?施工荷載:結構設計中考慮下列施工荷載之一或可能發生的幾種情況的組合。

l地面車輛荷載及其沖擊力;地面車輛荷載引起的側向土壓力;

l地下鐵道車輛荷載及其沖擊力;人群荷載;

經sap計算,在人防荷載作用下,計算結果以下單位(KN·M)

1999年，Robert Greubel與Stephen Forsey開始攜手研發新一代陀飛輪技術，務求提升機械表走時精確度。四年后，兩人成立Greubel Forsey品牌，并推出首項創新時計30度雙體陀飛輪(Double Tourbillon 30°)，清晰展示兩位制表大師追求創新及優越性能的理想，引起表壇及腕表收藏界的騷動。 Robert Greubel與Stephen Forsey分別擁有近二十年研發復雜機械表的資歷，傳統制表工藝造詣深厚，兩人在研發新一代高性能復雜時計技術的同時，亦不忘嚴守傳動工藝美學精神。

l溫度變化影響力;施工荷載;

頂板彎矩標準值726板上方(角部),1062板上方(中部)770板下方,

首先，電力工程輸電線路施工管理可以控制施工圖預算。其次，電力工程輸電線路施工管理可以有效控制工程款的撥付，做到資金的合理使用。再次，電力工程輸電線路施工管理工作控制各項有關費用的施工簽證。最后，電力工程輸電線路施工管理可以通過嚴格的控制措施，督促施工企業按計劃和規定履行施工合同。

經濟活動已經占據了人類社會生活的主導地位，作為社會體系當中的一份子，每一位社會成員都具有“經濟人”的特質，藝術家也不例外。看重并追求自己的利益是“理性”的，在市場秩序中藝術家對自身的經濟利益有所追求是必然的也是無可厚非的。

下一,二層板彎矩標準值183板上方,127板下方,

底板彎矩標準值1575板上方(角部),735板上方(中部)769板下方,

側墻彎矩標準值750外側,746內側,

根據人防荷載作用下和平時荷載作用下計算結果對比分析可知,

1,主體結構人防設計等級為常6核6級時,頂板跨中配筋由人防使用階段荷載組合控制,其余位置配筋不受人防荷載控制。六級人防荷載對地鐵車站結構受力不起決定性作用,可以僅考慮人防荷載對車站頂板受力的影響。

2,由于車站本身為箱形框架結構,臨土構件的支座位置需考慮受防水要求及裂縫控制影響,受力主要由標準組合控制,跨中位置主要由基本組合控制,頂板跨中由人防組合控制。中板受力全部由基本組合控制。

主體及附屬中的孔口部分門框計算以WTHFM3946(6)區間隔斷門為例,

獨立學院在“轉設”民辦普通高等院校的轉型期，要探索出獨特的辦學之路，必然要推進人才培養模式改革；人才培養模式改革要明確思路、找到出路，關鍵就是要準確定位獨立學院究竟要培養什么樣的人才。從獨立學院人才培養模式改革屬于漸進性改革的論證看，培養的人才定位一定是遵循漸進、增量的改革原則，要保留舊有的精華，堅持對母體大學優勢學科的繼承，對已經較為成熟和完善的專業人才培養模式繼續創新，又要與國家政策相契合，為地方特色產業經濟服務。探索新型應用技術型大學人才培養目標與定位，獨立學院改革后的人才培養模式應該符合以下特點：

1,直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值qee＝50 k N/m

2,由門扇傳來的等效靜荷載標準值qia、qib,單個門扇寬度a＝3.9 m,b＝4.6m

患者用藥需嚴格遵循劑量使用要求以及醫師安排,不得盲目增減。醫師在設計用藥處方時需要仔細研究患者的疾病和病史,了解患者的用藥禁忌,以防止出現藥物使用不當問題。如,在高血壓患者治療使用β受體阻滯劑(普萘洛爾代文)時,需要確定患者是否存在Ⅱ-Ⅲ度房室傳導阻滯、哮喘、慢性阻塞性肺病等問題,如存在,則需要進一步調整藥品使用方案。

a/b＝0.85查表10.1并插值

上下門框反力系數γa＝0.36,兩側門框反力系數γb＝0.38

萍萍重新坐到椅子上，我喝著水說：“以前我每次來你們家，都會碰上沈天祥他們，碰不上他們三個人，最少也能碰上他們中的一個，今天他們一個都沒來，連林孟也不在家，只有我們兩個人，你又是一個很少說話的人……”

門洞上下門框單位長度作用力標準值qia＝69.27k N/m

門洞兩側門框單位長度作用力標準值qib＝86.40k N/m

從研究的便利性和實用性來看，基于抽樣調查和數據統計的研究雖然明顯優于基于個案分析的研究，但是也有許多局限性。由于調查問卷是調查者事先編制的，調查結果不容易反映調查對象原有屬性的全面表征。在問卷調查的基礎上采用傳統統計學方法整理得到的數據，畢竟是抽樣數據，即便是從嚴格的抽樣（樣本）數據歸納出來的“規律”，在向被測以外的群體進行推論時，也具有一定的不確定性。

準確選好qe及qi荷載后,即可計算出門框側墻及上下擋墻的配筋需求。

臨空墻,單元間隔墻,樓梯計算可采取連續梁近似模擬,按規范要求選取荷載后計算可得所需配筋。

4 地鐵車站的平戰轉換要求

車站在滿足戰時荷載計算時,也需在設計時考慮平時向戰時轉換的需求。

式中：QL為熱對流的傳熱量；α為對流換熱系數；A0為對流散熱面積；TN為熱源溫度；Tf為內部氣隙溫度，近似等于外殼內表面溫度。則對流熱傳遞的熱阻RL可通過所傳遞的對流熱量和內部導體與外殼金屬部分內表面之間的溫差表示：

平戰轉換根據早期轉換、臨戰轉換以及緊急轉換這三種類型的時限標準來進行設計,保證在各類型的轉換時限規定之內實現全部人防設備的轉換,滿足戰時的防護規定。

此詞收錄于嘉靖本系統。《全宋詞》入存目詞，附注：“蘇軾作，見《東坡詞》卷下。”同書收入蘇軾名下，且注云：“案此首又誤入黃庭堅《豫章黃先生詞》。”《苕溪漁隱叢話》卷五十引《冷齋夜話》云：“世傳此詞是賀方回所作，雖山谷亦云。大觀中于金陵見其親筆，醉墨超放，氣壓王子敬，蓋東坡詞也。”[11]340四庫本《詞苑叢談》卷十所引文字略同。筆者所見《叢書集成初編》景《津逮秘書》本、《四庫全書》本和東方學會印行日本五山板《冷齋夜話》均不見此段文字。四庫館臣所作《冷齋夜話提要》曾言今本《冷齋夜話》“蓋已經后人刪削，非其完本”。因此不能否認胡仔所見《冷齋夜話》有此數語。

首先是早期轉換:一 般為30天,對戰時不需要使用的防護區中的孔口進行封堵,對濾毒式通風管道系統進行調試。

其次是臨戰轉換:一般是5到10天,對于部分穿過鋼筋混凝土密閉墻以及密閉墻中的管線進行檢驗,如果發現沒有進行密閉處理的及時處理,臨戰轉換規定時間內需要選擇石棉瀝青對孔洞進行填補,從而確保符合密閉性要求,對地鐵站下的人防設備進行檢修與調試。

最后是緊急轉換:一般來說規定時間3天,將各類管線接口、吊架以及支架進行合理布設,把戰時不需要使用的電線與電纜進行接地處理;當地鐵正式停運之后根據上級部門命令第一時間關閉戰時出入口、風道以及連通口。

5 結語

軌道交通是城市地下空間的核心,也是主體骨干工程。受地質條件和周邊建筑物影響,各車站及車站出入口建筑布置形狀各異,應在設計之初為出入口及風井設置典型布置圖例,標準化人防防護區域的所需門框墻板柱及主體車站構件的長寬高尺寸,采用標準化人防門型號及水暖電專業穿墻人防套管數量,在滿足各車站的建筑功能需求的同時,使得車站人防防護布置簡潔,降低了對平時車站使用功能的影響。人防結構在設計階段在進行人防荷載計算,設計結構構件的的同時,還應結合諸如BIM之類的新技術,建立數字化模型,這是對地下工程施工安全控制、防災減災的一項重要技術措施。通過網絡技術、數據庫技術,地下工程的施工監測與養護等相關數據信息可以實時上傳、匯總、搜索、查詢、分析和調用。如遇結構滲水、裂縫、過度大變形等 病害情況,也都在后期車站運營的工作人員的實時掌控之中。為戰時防護和平時使用建立一個可靠,現代化的地下車站工程。

[1]人民交通出版社,《城市軌道交通結構設計與施工》.2011

[2]劉新宇,張尚根,王斌,許宏發,劉黎,《地下結構》,解放軍理工大學工程兵工程學院,2007

[3]汪媛,陳立華,人防地下工程的設計要點及思考[J],工程與建設,2010,24(01)

[4]張曉漪,人防工程結構設計中的等價等效靜荷載法[J],地下空間與工程學報,1992(2),105－109