孫 繼 元

(北京鐵五院工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，北京 102627)

地鐵風(fēng)道，一般包含地鐵進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、活塞風(fēng)井、隧道風(fēng)井等口部[1]。地鐵人防戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)道一般與地鐵平時(shí)環(huán)控通風(fēng)風(fēng)道、通風(fēng)管路等共用，戰(zhàn)時(shí)新風(fēng)和戰(zhàn)時(shí)排風(fēng)在車(chē)站斜對(duì)角布置[2]。地鐵風(fēng)道人防設(shè)備，設(shè)置于地鐵的風(fēng)道位置，作為地鐵人防設(shè)備體系中的重要一環(huán)，通過(guò)不同類(lèi)型設(shè)備的使用，保證在規(guī)定防護(hù)級(jí)別條件下的戰(zhàn)時(shí)清潔通風(fēng)和隔絕通風(fēng)[3]。在已有設(shè)計(jì)工作基礎(chǔ)上，本文以北京市地鐵人防工程風(fēng)道人防設(shè)備為例，主要簡(jiǎn)述人防設(shè)備的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)、一般設(shè)計(jì)要求、施工及安裝調(diào)試等，為地鐵人防工程風(fēng)道人防設(shè)備的設(shè)計(jì)施工提供一定的參考和借鑒。

1 風(fēng)道人防設(shè)備分類(lèi)

按照戰(zhàn)時(shí)功能區(qū)分，地鐵風(fēng)道一般可分為清潔式風(fēng)道和隔絕式風(fēng)道，清潔式風(fēng)道又可細(xì)分為清潔式進(jìn)風(fēng)道和清潔式排風(fēng)道，戰(zhàn)時(shí)起到通風(fēng)換氣的作用；隔絕式風(fēng)道可作為防護(hù)單元戰(zhàn)時(shí)與外界的屏障，隔絕外界沖擊波和有毒有害氣體等。

此文以比較典型的北京地區(qū)為例，為5級(jí)人防設(shè)計(jì)要求。清潔式風(fēng)道人防設(shè)備因?qū)嶋H工程需求、施工初步設(shè)計(jì)和土建條件等因素的差異，設(shè)計(jì)分為兩道門(mén)模式和三道門(mén)模式，目前以?xún)傻篱T(mén)模式為主；隔絕式風(fēng)道均為兩道門(mén)設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)要素可參照表1。京外地區(qū)只要以6級(jí)人防設(shè)計(jì)要求為主，除設(shè)備用料、受力計(jì)算有所區(qū)別外，隔絕式風(fēng)道一般只設(shè)計(jì)一道防護(hù)密閉門(mén)。

表1 風(fēng)道人防設(shè)備分類(lèi)

2 風(fēng)道人防設(shè)備的結(jié)構(gòu)功能及特點(diǎn)

2.1 清潔式風(fēng)道人防設(shè)備

2.1.1清潔式進(jìn)(排)風(fēng)活門(mén)防護(hù)密閉門(mén)

此設(shè)備為清潔式風(fēng)道兩道門(mén)設(shè)計(jì)的第一道門(mén)，由門(mén)扇、門(mén)框、閉鎖、鉸頁(yè)、定位緩沖裝置、組合油網(wǎng)濾塵器、電(手)動(dòng)密閉閥門(mén)及膠管活門(mén)八部分組成。門(mén)扇與門(mén)框周邊搭接，承受正向壓力，沖擊波負(fù)壓通過(guò)閉鎖頭來(lái)傳遞[2]。結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1，實(shí)物圖見(jiàn)圖2。

柱形膠管活門(mén)設(shè)于門(mén)扇正面上，選用數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)載荷和風(fēng)量確定。通風(fēng)時(shí)柱體圓形孔與防護(hù)罩圓形孔是對(duì)齊的，以保證通風(fēng)。當(dāng)遭受沖擊超壓時(shí)，防護(hù)罩未開(kāi)孔柱面遮蔽柱體通風(fēng)孔，阻止沖擊波進(jìn)入通風(fēng)系統(tǒng)，從而達(dá)到防波目的。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，柱形活門(mén)的消波率為96%，完全滿(mǎn)足五級(jí)人防的設(shè)防要求。組合油網(wǎng)濾塵器置于膠管活門(mén)背后，依據(jù)設(shè)計(jì)通風(fēng)量選用相應(yīng)數(shù)量，平時(shí)進(jìn)風(fēng)時(shí)能將較大顆粒的灰塵過(guò)濾。電(手)動(dòng)密閉閥門(mén)設(shè)于門(mén)扇背后，可以根據(jù)需要開(kāi)關(guān)，滿(mǎn)足工程通風(fēng)的要求。關(guān)閉時(shí)，推桿在電動(dòng)或手動(dòng)作用下，推桿回縮，推動(dòng)豎連桿和上、下連桿，使閥蓋作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而完成密閉閥關(guān)閉；反之則可開(kāi)啟密閉閥。

清潔式進(jìn)(排)風(fēng)活門(mén)防護(hù)密閉門(mén)主要特點(diǎn)：

1)將防護(hù)消波功能和通風(fēng)轉(zhuǎn)換功能集中在一道門(mén)上，既滿(mǎn)足了地鐵人防工程平時(shí)大風(fēng)量通風(fēng)的要求，又較好地兼顧了戰(zhàn)時(shí)清潔式通風(fēng)的要求。

2)消波率高、通風(fēng)量大、通風(fēng)阻力小，密閉措施可靠，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換快捷，便于維護(hù)、保養(yǎng)。

3)通風(fēng)轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，產(chǎn)品新穎，使用方便，既可手動(dòng)又可電動(dòng)，較好地實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)時(shí)清潔式通風(fēng)與隔絕式防護(hù)的功能轉(zhuǎn)換，而且完全滿(mǎn)足人防指揮自動(dòng)化要求。

2.1.2清潔式進(jìn)(排)風(fēng)機(jī)密閉門(mén)

此設(shè)備為清潔式風(fēng)道兩道門(mén)設(shè)計(jì)的第二道門(mén)，即為設(shè)置有風(fēng)機(jī)的密閉門(mén)由門(mén)扇、門(mén)框、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)密閉蓋、鉸頁(yè)、閉鎖、定位緩沖裝置七部分組成。門(mén)扇上設(shè)計(jì)有根據(jù)通風(fēng)量選用的風(fēng)機(jī)，并在風(fēng)機(jī)內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)有密閉蓋板。戰(zhàn)時(shí)處于人防門(mén)關(guān)閉狀態(tài)，需要通風(fēng)換氣時(shí)，打開(kāi)密閉蓋板，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)；外部空氣被污染前關(guān)閉風(fēng)機(jī)和密閉蓋，實(shí)現(xiàn)隔絕防護(hù)，密閉門(mén)結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖3，實(shí)物圖見(jiàn)圖4。

主要特點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通風(fēng)量大，密閉措施可靠，操作便捷，很好的滿(mǎn)足快速平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的要求，后期維護(hù)保養(yǎng)方便[4]。

2)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電控，滿(mǎn)足人防指揮自動(dòng)化要求。

2.1.3清潔式進(jìn)(排)風(fēng)活門(mén)防護(hù)門(mén)和清潔式進(jìn)(排)風(fēng)密閉閥門(mén)防護(hù)密閉門(mén)

這兩種設(shè)備為清潔式風(fēng)道三道門(mén)設(shè)計(jì)的第一和第二道門(mén)，在設(shè)計(jì)中將兩道門(mén)設(shè)計(jì)的第一道門(mén)，清潔式進(jìn)(排)風(fēng)活門(mén)防護(hù)密閉門(mén)，功能進(jìn)行分拆。清潔式進(jìn)(排)風(fēng)活門(mén)防護(hù)門(mén)中，保留膠管活門(mén)和組合油網(wǎng)濾塵器，去掉電(手)動(dòng)密閉閥門(mén)。設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)防護(hù)受力，對(duì)密閉功能不做要求。清潔式進(jìn)(排)風(fēng)密閉閥門(mén)防護(hù)密閉門(mén)，只保留電(手)動(dòng)密閉閥門(mén)，設(shè)計(jì)中兼顧防護(hù)和密閉功能。從表1的分類(lèi)中可以看出，三道門(mén)設(shè)計(jì)的第三道門(mén)和兩道門(mén)設(shè)計(jì)的第二道門(mén)，均為清潔式進(jìn)(排)風(fēng)機(jī)密閉門(mén)，設(shè)計(jì)理念也完全相同，防護(hù)門(mén)結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖5，密閉門(mén)結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖6。

清潔式風(fēng)道人防設(shè)備中，兩道門(mén)設(shè)計(jì)為較新的設(shè)計(jì)。從前文介紹中可以看出，此設(shè)計(jì)用兩道門(mén)實(shí)現(xiàn)了人防清潔式通風(fēng)要求的全部功能，因而可以簡(jiǎn)化人防土建設(shè)計(jì)，有效縮短防護(hù)段土建長(zhǎng)度，降低工程造價(jià)的優(yōu)勢(shì)，目前也開(kāi)始被較多采用。

2.2 隔絕式風(fēng)道人防設(shè)備

戰(zhàn)時(shí)不需要用來(lái)行使通風(fēng)作用的風(fēng)道，我們一般采用門(mén)式封堵措施，起到戰(zhàn)時(shí)防護(hù)密閉隔絕的作用，能有效抵御核爆沖擊波的破壞作用，并阻擋核沾染和生化毒劑和不清潔的氣體、物質(zhì)等進(jìn)入防護(hù)單元內(nèi)部。

類(lèi)似北京的5級(jí)人防要求，一般設(shè)置兩道封堵門(mén)，即第一道隔絕式風(fēng)道防護(hù)密閉門(mén)與第二道隔絕式風(fēng)道密閉門(mén)。低于5級(jí)要求(如北京之外的其他很多地區(qū))，一般只設(shè)置一道隔絕式風(fēng)道防護(hù)密閉門(mén)，結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖7。

隔絕式風(fēng)道防護(hù)密閉門(mén)由門(mén)扇、門(mén)框、閉鎖、鉸頁(yè)、定位緩沖裝置等部分組成。門(mén)扇平時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)，由定位緩沖裝置進(jìn)行可靠定位，戰(zhàn)時(shí)將門(mén)扇關(guān)閉。門(mén)扇與門(mén)框周邊搭接。鉸頁(yè)采用通軸式雙鉸頁(yè)，使門(mén)扇關(guān)閉輕便靈活。單扇門(mén)所有鎖頭聯(lián)動(dòng)，保證同步壓縮密封膠條。第一道防護(hù)密閉門(mén)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高，沖擊波負(fù)壓通過(guò)閉鎖頭來(lái)傳遞，起到承受正向壓力的作用，并兼顧密閉作用。第二道密閉門(mén)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求降低，主要起到密閉作用。

主要特點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)加工，工程造價(jià)低；

2)通用性好，與清潔式風(fēng)道設(shè)備相比，只相當(dāng)于去掉門(mén)上的柱形活門(mén)、密閉閥門(mén)、油網(wǎng)濾塵器、風(fēng)機(jī)等通風(fēng)清潔組件，形成密閉門(mén)扇，結(jié)構(gòu)通用性高；

3)支承、密封面完整，防護(hù)、密閉性能可靠；

4)平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換快捷。

3 地鐵風(fēng)道人防設(shè)備的設(shè)計(jì)要求

清潔式風(fēng)道及隔絕式風(fēng)道設(shè)備，均需要滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)要求：

1)門(mén)孔尺寸：寬×高，可依據(jù)設(shè)計(jì)的具體孔口尺寸調(diào)整；

2)防護(hù)密閉門(mén)：抗力0.2 MPa(動(dòng)載)，單項(xiàng)承載受力，密閉門(mén)：按剛性設(shè)計(jì)，不考慮受力要求；

3)密閉性能：最大漏氣量滿(mǎn)足《檢驗(yàn)與施工標(biāo)準(zhǔn)》要求；

4)門(mén)扇操作人數(shù)及操縱方式：2人手動(dòng)操作；

5)門(mén)扇啟(閉)推力(此指標(biāo)體現(xiàn)鉸頁(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)性能)：不大于100 N(最大門(mén)扇啟閉力小于《檢驗(yàn)與施工標(biāo)準(zhǔn)》中一等品的規(guī)定值)；

6)閉鎖手搖力(此指標(biāo)體現(xiàn)閉鎖性能好壞)：不大于200 N(最大關(guān)鎖操縱力小于《檢驗(yàn)與施工標(biāo)準(zhǔn)》中一等品的規(guī)定值)；

7)總啟(閉)時(shí)間：小于10 min(平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換時(shí)間)。

除以上設(shè)計(jì)要求，對(duì)于清潔式風(fēng)道設(shè)備，還需滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)要求：

1)活門(mén)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求：抗力為0.2 MPa(動(dòng)載)，風(fēng)量為18 000 m3/h，消波率大于90%；

2)密閉閥門(mén)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求：電動(dòng)關(guān)閉時(shí)間小于15 s，手動(dòng)力小于100 N，手動(dòng)啟(閉)時(shí)間小于5 min；

3)風(fēng)機(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求：通風(fēng)量為18 000 m3/h，風(fēng)壓為779 Pa。

4 人防設(shè)備制造、安裝及調(diào)試

4.1 設(shè)備制造

為滿(mǎn)足設(shè)備的受力、密閉等要求，設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需要經(jīng)過(guò)較大量的計(jì)算核實(shí)。因而實(shí)際工廠生產(chǎn)時(shí)，要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工。由于地鐵需要防護(hù)的孔口尺寸一般較大，設(shè)計(jì)受力大等原因，設(shè)計(jì)完成的設(shè)備一般重量很大，達(dá)到數(shù)噸甚至十?dāng)?shù)噸不等，因而關(guān)鍵受力、承重部位，如鉸頁(yè)、承重座等，要求嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行表面處理，不能有任何折扣。圖紙的任何調(diào)整，需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員的重新復(fù)核和首肯后才可進(jìn)行。

4.2 門(mén)框墻(臨空墻)施工、吊環(huán)的埋設(shè)

受現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境限制，設(shè)備安裝時(shí)，需要依靠吊環(huán)，使用倒鏈進(jìn)行人工安裝，因而對(duì)吊環(huán)的要求一般較高。門(mén)框墻(臨空墻)鋼筋接駁器和吊環(huán)的埋設(shè)必須對(duì)照門(mén)框墻結(jié)構(gòu)的配筋直徑、間距、數(shù)量以及吊環(huán)的位置對(duì)應(yīng)埋設(shè)。

4.3 防護(hù)設(shè)備施工安裝

人防設(shè)備安裝要求的精度高(垂直度誤差小于1‰)，而土建施工要求的精度一般較低，因此必須要注意門(mén)框立裝后的施工保護(hù)[5]。門(mén)框安裝若發(fā)生傾斜，會(huì)發(fā)生門(mén)扇的自走現(xiàn)象，嚴(yán)重的則門(mén)扇不能關(guān)閉到位，無(wú)法保證密閉。為此，每次澆筑混凝土前，都要進(jìn)行隱檢，在檢查鋼筋綁扎及預(yù)埋件、預(yù)埋管線(xiàn)安裝質(zhì)量的同時(shí)，必須嚴(yán)格隱檢門(mén)框的精度。在編筋、立模過(guò)程中，不得損壞門(mén)框及支撐，更不能以門(mén)框及其支撐作為立模依托。門(mén)框及其支撐和模板支撐應(yīng)為各自獨(dú)立的系統(tǒng)，互不接觸。

建立完善的和主要人員固定的施工隊(duì)伍。首先，由于地鐵人防的安裝環(huán)境一般較惡劣，客觀上提高了施工難度；另外，包括風(fēng)道設(shè)備在內(nèi)的地鐵人防設(shè)備，一般體積、重量均較大，在有限空間內(nèi)，對(duì)如此重量和體積的設(shè)備進(jìn)行人工精確操作安裝，進(jìn)一步增加了難度。因而，對(duì)安裝隊(duì)伍，需要較高的要求。加強(qiáng)安裝人員的技能及意識(shí)培訓(xùn)，使其形成熟練的技能，有利于保證設(shè)備的安裝精度及調(diào)試速度。另外，人員技能的熟練、經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)在復(fù)雜的操作環(huán)境中，最大限度的保障施工安全也是極其有利的因素。

5 結(jié)語(yǔ)

按照國(guó)家現(xiàn)階段運(yùn)行為主，兼顧人防的要求，地鐵人防工程需要做到在和平時(shí)期不影響正常運(yùn)營(yíng)，為國(guó)家交通運(yùn)輸貢獻(xiàn)力量；在戰(zhàn)時(shí)，為國(guó)家提供應(yīng)急技術(shù)支持，保護(hù)人民人身和財(cái)產(chǎn)安全。本文從分類(lèi)、功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、施工及安裝的注意事項(xiàng)幾個(gè)方面，對(duì)地鐵人防設(shè)備的一個(gè)重要分類(lèi)——風(fēng)道人防設(shè)備進(jìn)行了較詳細(xì)的剖析，為地鐵人防設(shè)計(jì)和建設(shè)提供借鑒。