早期地道式人防工程安全風險及綜合處置技術措施分析

李華強，蔡敏

（1.安徽省人民防空工程質量監督總站，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

隨著城市建設快速發展和城市化水平的不斷提高，城市地下空間資源對城市建設的支撐作用越來越凸顯，向地下要土地、要空間已成為城市發展的必然，安全、優質、高效地開發城市地下空間已經成為現代城市更新建設的重要內容[1]。早期人防工程是指我國上世紀80 年代前建設的地下防護建筑，因受當時國際安全形勢和國家安全環境的影響，我國在城市等重點防護地區建設了大量如圖1 所示的早期人防工程，通過廣泛的地下防護建筑建設來提高城市的戰時綜合防護能力，以最大程度保障人民生命財產安全，減輕或消除空襲所造成的毀傷。早期人防工程主要包括地道式、坑道式和掘開式（單建式、附建式）人防工程，其中，早期地道式人防工程為當時城市防空襲斗爭的主要建設內容。早期地道式人防工程多位于老城區（原中心城區），建成歷史悠久，長期經受周邊復雜環境尤其是地下水的影響，安全隱患突出，隨著時間的推移以及建筑環境、工程地質、水文地質的變化，這些工程的質量和安全問題逐步顯現，有的嚴重滲漏常年積水，有的工程基礎下沉、結構斷裂變形，從而危及地面建筑和道路交通安全，對城市的正常運行、更新建設和地下空間開發帶來諸多問題，亟待對其進行系統的安全風險排查分析和安全隱患綜合治理[2-3]。本文將重點分析早期地道式人防工程的安全風險并提出綜合處置技術措施，為消除工程本體及其對周邊環境的安全隱患提供重要的技術支撐。

圖1 某早期地道式人防工程現狀

1 早期地道式人防工程概況

上世紀六七十年代，面對周邊復雜的外部安全環境，國家從戰略高度和全局角度全面加強全民性國防工程體系建設，人防工程作為城市防空襲斗爭準備的物質基礎和重要保障，其建設被提升到了重要位置，先后提出了“長期準備、重點建設”的人民防空方針和“深挖洞、廣積糧、不稱霸”的號召，掀起了城市地下人防工程的建設熱潮。人防工程建設順應城市防空襲斗爭的需要，為國家的安全和人民群眾生命財產安全提供了重要支撐。受當時的戰爭形態、城市特點、地質環境特征、經濟技術條件等因素的影響，早期地道式人防工程主要呈現以下特點：一是為便于人員和物資掩蔽，多分布于城市中心區和人口密集區，地面環境復雜；二是缺少科學的規劃設計，存在無序建設的問題；三是缺少完整的規范標準支持，質量標準難以統一；四是施工工藝和技術措施相對落后，工程結構質量和外環境質量存在缺陷；五是空間布局不合理和綜合防護能力不足，防護能力有限；六是主體結構的周邊環境復雜，安全隱患存量大等。如圖2 所示，當前早期地道式人防工程絕大部分都處于棄用閑置狀態或臨時封堵狀態，存在較為嚴重的滲漏水、長期泡水、結構裂縫、結構露筋等安全隱患，日常維護管理不到位或難以維護，很多早期地道式人防工程的位置不明、內部情況未知。隨著幾十年長期的自然環境侵蝕影響、地上環境改變影響以及城市多頻次的更新建設，早期地道式人防工程的主體周邊環境和地上環境都發生了很大的變化。早期人防工程在運行過程中，由于受自然和人為因素的長期作用，各部位結構都逐漸出現老化或局部破損等病害，其安全性下降，使用功能受到影響。同時，絕大多數早期人防工程又普遍缺乏必要的維修養護和加固改造，因為工程多深埋地下，所以難以發現安全隱患，無法有效進行維修保養，常突發安全事故，對地面交通、地下管線和相鄰建筑等造成嚴重威脅。因此，早期人防工程安全問題突出。

圖2 早期地道式人防工程安全隱患

2 早期地道式人防工程的建設特點分析

我國早期地道式人防工程因缺少專業的設計與施工，呈現出結構簡單、質量不高、結構外環境處理不到位、對地面環境影響考慮不足、使用環境條件差、長期地下水侵蝕嚴重等問題，對該類工程的整體強度、剛度和穩定性帶來不利影響，其建設的主要特點有以下五點。

①主要為人工暗挖掘進施工、多點開花、點狀分散、零星施工、分期分批，缺少專業技術裝備和專業施工，大多為組織周邊居民或企業內部工人利用業余時間邊生產邊施工建設而成。

②結構類型多為磚或塊石襯砌結構，或者是底板墻板磚石襯砌加預制混凝土拱頂結構，一些位于城市主干道下方的工程結構類型為鋼筋混凝土結構；地道工程襯砌被覆多為低強度預制混凝土、磚石砌體等材料，整體結構的強度不高，整體剛度和穩定性受到限制，結構耐久性和使用壽命都受到一定程度影響。

③受技術手段限制，暗挖掘進時主體結構襯砌被覆后的回填手段有限、回填不到位，外圍周邊土體密實度低，多存在空隙、空腔或孔洞。同時，受長期土體水環境變化及水土流失影響，土體難以與主體結構緊密結合融為一體，不能有效形成主體結構與外環境密切協同的共同作用體系。

④一些工事上方建（構）筑物、道路和地下管線等環境復雜，受雨水、城市生活用水、相應部位環境改造等影響，工程周邊自然防護層和主體結構受侵蝕嚴重，周邊環境的不利影響十分突出。

⑤一些工事缺乏原始檔案資料，難以查找工程所處具體位置，工程情況不明，無法有效進行日常檢查和維護，導致長期年久失修。并且受工程結構老化、地下水侵蝕和內部大量積水影響，結構承載力嚴重下降，周邊自然防護層不穩定，極易造成主體結構上部土體開裂、沉陷、塌方、工事結構毀壞，并危及工程本體及周邊市政管線和地面建構筑物安全。

3 早期地道式人防工程安全風險分析

我國早期地道式人防工程經過幾十年的使用，結構病害多發，安全事故頻發。因工程多深埋地下，日常難以發現安全隱患，無法有效進行常態化維護和修繕改造，導致因地道式人防工程引起的地表塌陷等安全事故頻發，對地面的交通、地下管線和建（構）筑安全造成嚴重威脅。早期地道式人防工程的安全風險主要表現在以下六個方面。

①大部分早期地道式人防工程已接近、達到或超過設計使用年限，加之建設水平不高、材料質量和施工質量欠缺等，工程體系存在嚴重安全隱患。

②早期地道式人防工程的主體結構出現嚴重堿化、風化、開裂、變形、滲水、底板拱起、局部塌陷等結構安全問題，已嚴重削弱了結構承載力，難以滿足正常安全使用要求。

③地面生活用水、雨水等為工程提供了豐富的地下水源環境，長期的地下水侵蝕作用，導致早期工事滲漏嚴重，部分已長期處于泡水狀態，對工程結構和周邊環境安全產生嚴重影響。

④因早期工事與自然防護層受地下水沖刷影響導致剝離，存在空隙、空腔、孔洞等，在長期的地下水作用下，地道工程周邊水土流失嚴重，主體結構與自然防護層已不能有效共同作用，形成了“各自為戰”的局面，削弱了早期工事和整體環境的協調安全。

⑤早期工事自身安全問題對工程上部地下管線、地面道路、地面建（構）筑物等的安全造成嚴重影響，對上部的人員安全帶來嚴重威脅，一些城市已發生多起嚴重安全事故。

⑥早期地道式人防工程的諸多安全問題已嚴重制約了城市的建設和發展。

4 早期地道式人防工程的風險評判

為了對早期地道人防工程進行系統科學的分析評估、發現存在的安全問題并評判其對工程本體和周邊環境的危害程度，為早期地道人防工程安全問題綜合治理提供依據。該類工程的安全隱患排查及風險評判應主要從以下三個方面著手。

①工程環境安全調查和風險分析。對工程使用條件和環境開展調查，了解并掌握環境對主體結構的作用、工程使用環境情況、周邊市政管網情況、周邊道路情況、周邊建（構）筑物情況以及臨近范圍人口分布情況等，分析評判早期地道式人防工程安全隱患風險以及危害程度及后果。重點排查工程位置、工程口部及主體與地表建（構）筑物、管線等的位置關系，以及周邊建（構）筑物的基礎形式及埋深、周邊建（構）筑物的變形情況、周邊管線的材質及埋深、周邊道路的使用功能及荷載情況等。

②主體結構安全調查檢測與風險分析。主要對結構使用年限、結構整體穩定性、被覆結構形式、結構構件鋼筋配置與銹蝕、結構構件變形缺陷損傷和腐蝕、結構構件安全性、內部積水及滲漏水、外圍的空洞及水土流失情況、地質條件及地下水變化情況等進行調查，掌握主體結構的整體安全狀況及存在的風險隱患。

③安全風險綜合分析與評判。依據工程環境安全調查情況、主體結構安全調查與檢測情況綜合研究，分析早期地道人防工程安全風險等級，為工程處置提供決策依據。通過分析評判，可以將地道工程分為維持現狀類、修繕改造類、退出利用類、退出報廢類，分別代表了被分析工程的安全風險等級，針對工程安全狀況及其危害程度，制定經濟可行、技術可靠、方法科學的針對性綜合整治措施，為從根本解決早期地道人防工程的安全問題打下堅實基礎。

5 早期地道式人防工程安全隱患綜合處置技術措施

對于安全隱患突出的早期地道式人防工程，安全問題比較復雜，處置辦法不能單一，應從多角度對工程情況、環境情況、經濟技術條件、安全風險危害程度、歷史保護和環境保護等方面進行綜合考慮，制定多重技術手段并用的安全問題綜合整治措施，以確保工程自身安全和環境安全[4-5]。

5.1 主體結構加固處置

對早期地道人防工程進行結構加固時，應結合結構類型、工程現狀、周邊環境、地質情況等進行綜合評估，進行可靠的針對性設計，合理選擇加固方法。常用加固方法包括錨噴技術、內襯砌技術、注漿技術，以及壓力灌漿補強加固法、鋼筋網水泥砂漿面層加固法、鋼筋混凝土面層加固法、高延性混凝土面層加固法、粘貼纖維復合材加固法、鋼絲繩網-聚合物改性水泥砂漿面層加固法、砌體裂縫修補法、掛網噴射混凝土加固法等，對主體結構存在的安全問題進行針對性的技術處理，消除結構安全隱患，確保主體結構安全。

5.2 拆除或充填處置

對于存在自身結構安全隱患突出、周邊環境復雜、安全危害嚴重、社會經濟風險重大等問題的早期地道人防工程，為徹底解決上述安全問題，應采取拆除或充填措施進行報廢處置。拆除施工前，應排查受影響的管線、建構筑物、設備設施等，必要時進行改遷或拆除，科學制定設計與施工方案，確保拆除過程安全。充填處置措施主要包括水撼砂充填法、輕骨料混凝土充填法、預拌流態固化土充填法、EPS 顆粒混合輕質材料充填法等，充分填實地道空腔，確保上部自然防護層、上部地下管線和上部建構物的安全。

5.3 封堵處置

封堵處置主要包括臨時封堵和報廢封堵。對于長期不使用且對周邊環境無明顯安全隱患的早期地道人防工程，可以采取臨時性封堵技術，以解決其日常的維護管理和安全風險問題。封堵處置前，應對不滿足結構安全的構件和耐久性受到損傷的構件進行加固，不得任意拆除既有工程的承重結構。報廢封堵應結合工程的結構類型及現狀、地質條件、水文條件及周邊環境，采用砌筑法或堆沙袋法等，應根據砌筑體在建筑物中的位置、作用和受力狀態確定其強度、厚度、材料及構造做法。

6 結論

本文介紹了早期地道式人防工程的主要特點，分析了早期地道式人防工程存在的安全風險以及安全風險綜合分析與評判的方法，提出了綜合處置技術措施，為消除工程本體及其對周邊環境的安全隱患提供了重要的技術支撐，主要結論有以下三點。

①早期地道式人防工程存在的安全風險包括工程體系存在嚴重安全隱患、結構承載力不滿足正常安全使用要求、滲漏嚴重或長期處于泡水狀態、主體結構周邊水土流失嚴重、對周邊環境的安全產生威脅等。

②依據工程環境安全調查情況、主體結構安全調查與檢測情況綜合分析安全風險等級，早期地道式人防工程可劃分為維持現狀類、修繕改造類、退出利用類、退出報廢類四個類別。

③針對早期地道式人防工程的工程本體和周邊環境存在的差異化安全風險特點，可采取結構加固、拆除或充填、封堵等綜合處置技術措施。