地铁与轻轨设计第节战争灾害的防护

第八节 战争灾害的防护一、现代战争的特点二、地铁工程防护设计三、地铁工程平战功能转换

一、现代战争的特点

⑴高新技术下的空袭作战成为现代化战争的重要作战手段和基本作战阶段；⑵现代空袭兵器的头部可以是核、化学、生物弹头，也可是常规弹头；⑶威力大、射程（航程）远投掷能力强、命中率高、突防能力强、武器系统自身机动生存能力强。

二、地铁工程防护设计⒈规划建筑设计⑴地铁工程战时的防护功能应该结合城市总体防御规划和城市建设相结合，统筹安排；⑵地铁工程平时主要功能是满足城市的客运交通，战时既要满足人口疏散运输，又要满足人员掩蔽、救护等功能。地铁车站作为一个独立的有防毒要求的民防掩体由三部分组成，如图7-51所示。第一部分为出人口消毒区；第二部分为主体人员掩蔽空间清洁区；第三部分为设备辅助用房的消毒区。

图7－51地铁车站战时防护功能划分示意图⑴车站站厅和站台层面积较大，战时可掩蔽人员众多，一般要划分防爆单元和防护单元；⑵抗爆单元的目的主要减少常规武器破坏引起的杀伤作用，对于浅埋掘开式修建的地铁车站，其遭受航弹破坏的概率，必然随着建筑面积增大而增大；⑶某一局部出现爆炸破坏时，应使破坏限制在一个较小的范围内，不致影响工程的整体；⑷按现行《人民防空地下室设计规范》（GB50038－2005）要求，人员掩蔽工程每一防护单元面积不能大于2000m2，每人掩蔽面积1m2，一个防护单元最高容纳人数为2000人。每一个防护单元又划分4个防爆单元；⑸按《人民防空工程设计防火规范（2001年版）》（GB50098—98）防火分区划分，每个防火分区的允许最大建筑面积，不大于500m2。当设置自动灭火系统时，允许最大建筑面积可增加一倍；⑹在需要设排烟设施的部位，应划分防烟分区，每个防烟分区面积不应大于50m2；⑺每个抗爆单元面积刚好同每个防火分区及防烟分区面积相同。相邻防爆单元之间设置抗爆隔墙；⑻每一个防护单元的防护设施和内部设备应自成系统。相邻防护单元之间应设置防护密闭隔墙；⑼防火、防烟分区应与防护单元和抗爆单元结合划分，其中防爆隔墙要有密闭的措施，防护密闭隔墙应达到相应的耐火极限。⒉口部设计

⑴地铁车站视车站规模应至少设2～3个主要出人口，满足平时客流的进出，战时应做好快速封堵或预转换；①出人口应设在室外，且不宜采用竖井方式；②两个出人口应设在不同的方向，保持一定的距离；③出人口的通道尺寸、防护门、防护密闭门设置的数量，应按照防护要求和防护规范确定；④每个防护单元应设不少于2个次要出人口。图7-52为大型出人口战时快速封堵的方案之一。图7-52大型出人口战时快封堵方案图a)平面图;b)1-1剖面;c)2-2剖面图7－53为有代表性的预留转换施工方案图。图7－53防护门钢门框预留设计(尺寸单位：mm)⑵地铁车站出人口口部建筑应位于地面高层建筑的倒塌范围之外，宜采用单层轻型建筑。处于倒塌范围以内或地面建筑为低层时，应设置防倒塌棚架；⑶作为等级的地铁车站掩蔽部，主要出人口应按规定设置放毒通道，洗消间和简单洗消间；①进风口和排风口宜在室外单独设置；②供战时使用和平战时使用的进风口，排风口应采取防倒塌、防堵塞装置；③等级人防工事进风口﹑排风口应设防爆活门，扩散室和扩散箱等滤波设施。出人口防护洗消设施的布置如图7-54。图7-54出入口防护洗消设施布置①-第一防毒通道；②-第地防毒通道；③-脱衣室；④-淋浴室；⑤-检查穿衣室；⑥-扩散室；⑦-室外通道；a-脱衣室入口；b-淋浴室入口；c-淋浴室出口；d-检查穿衣室出口⑷有防毒要求的人员掩蔽部，应设滤毒室，滤毒室和进风房宜分室布置；①滤毒室应设在染毒区，滤毒室的门应设置在直通地面和清洁区的密闭通道和防毒通道内，并宜设密闭门；②进风机室应设在清洁区。⑸辅助房间设计①地铁车站的站厅、站台层，平时用作休息室、会议室、站长办公室、乘务室等房间应转变为战时的用房；②对于医疗救护和专业队员掩蔽部宜设水冲厕所；③医疗救护工程应开设开水间；④开水间、盥洗室、饮水间、储水间、厕所等宜相对集中布置在排风口附近，并在上述房间或走道设置弹簧门；⑤用于战时柴油发电站的位置，应根据工程的用途和发电机组容量等条件确定。⑹内部装修①民防地下工程的装修设计应根据战时及平时的功能需要，并按适用、经济、美观的原则确定；②灯光、色彩、饰面材料的处理上应有利于改善地下空间的环境条件；③所用材料要具备防火、防潮、防毒、消音、倒塌后易于清除的性能。⒊结构设计⑴地铁工程设防等级①按照《人民防空工程战术技术要求》，人防工程等级分为l、2、2B、3、4、4B、5、6共8级；②l、2、2B、3四个等级较高的坑道、地道、掘开式人防工程照《人民防空工程设计规范》（GB50025—95）（坑道、地道、掘开式工事）规定设计；③4、4B、5、6四级人民防空工程按照《人民防空地下室设计规范》（GB50038—94）规定设计。④地铁车站和隧道因面积大，平战转换困难，一般宜转换为低等级的人防工程；⑤通常沿海软土地区车站和隧道应转换为5级或6级民防工程；⑥在山区以钻爆法施工的坑道式的地铁车站与隧道，可以战时转换为高一个等级的人防工程；⑦在经济技术条件允许的情况下，处于重要的战略防御地位的城市地铁防护设计和施工可以一次到位，避免战时转换的麻烦，但是用于防护设施的费用可能较长时间闲置，增加投资。⑵动荷拖载计算1）岩刘体中枕的坑腐、地块道式到地铁仍工程①对于I～IV类围菜岩的判作为4级或3级人防麦工程，唇应该依哥卸载拱溪的理论捉计算出封不同的挥毛洞跨熔度下可高将地面估冲击波摇超压卸者载至零截时的顶随部自然身防护厚壮度；②若岩娱体中坑夹道、地串道工程糖顶部自针然防护拌层厚不决能满足贺要求时伶，可不孤考虑压英缩波在隶岩体中张的衰减狠及在衬革砌上的单反射，邀作用在修衬砌上茂的竖向铅动荷载饺按《国防傍工程嘱设计狂规范》取（0.怖l～0.2）△Pm；③抗卵力等揭级高扑于3级的耻人防丽工程兔，参照照《国防犁工程聋设计敞规范》计算障；④对冲于V类破碎嫂软弱围光岩可近配似按碎势石中坑术地道人摩防工程洋处理。2）土沉中的测坑地箱道式臭地铁证工程①基于摘土中卸侵载荷拱附理论，役计算土此中坑地圆道工程贡在核爆尚炸作用携下，结桃构动荷末载为零裙时的毛毙洞顶土秧层厚度畅，称为点最小安听全防护拖厚度；②土体砖的最小离防护层沃厚度，剧按照内扬摩擦角亮不同分都别给出微。具体遮计算参拘照有关习规范。3）土中肃掘开式绸地铁工捐程①地效面冲洋击波业参数进、围驰岩介强质的杰特性才、层块状、合含水殃量、渴顶盖吓覆土臣厚、模结构普顶盖叮的形附状、续尺寸宿、刚摔度等墙是决妇定土悄中浅呆埋结科构荷尺载的用主要传条件铃；②人粒防工傅程规时范采野取单尚自由剥度等丢效体给系的桃三系沙数（疼衰减炕系数越、反孟射系杜数、司动力摘系数瓦）方角法。途对有妄关系惰数给毙出了歇计算简公式倘和图愉表，摔设计庸时可泼参考蛛有关育文献涝。4）附执建式你地铁轻车站惰工程①土幸中压抱缩波秒的最涉大压袋力Ph及土公中压惜缩波脸升压亡时间t0h，可凶按下淡列公婆式确迷定：7-蜜15式中：Ph——土中压途缩波的涂最大压誉力（kN／m2），当模土的计爆算深度伐小于或骄等于1.5它m时，Ph可近似荣取上△Pms；t0h——土中藏压缩岭波升夫压时痛间（s）；h——土的计蛋算深度化（m），丧计算怀顶板漠时取再顶板泼覆土腊厚度徐，计简算外敲墙时废取防权空地调下室额外墙参中点认至室瓶外地拒面的娇深度互；V0——士的起崖始波速蓬（m／s）；V1——土中粒峰值换压力蒸波速的（m／s）；γ——波速或比；δ——土的文应变蚊恢复遣比；t２——地面空知气冲击系波技等慢冲量简镇化的等镇效作用受时间（S）；△Pm——空气冲令击波超崖压的计易算值（kN／m2），残不计者人地辜面建行筑物拘影响愁时，问取地简面超万压值△Pm。②顶损板核后爆动箱荷载很。a.对4B、4级人连防地此下室宾，计兄算顶绣板冲邪击波前超压脏时，您可不僚计人伟地面闷建筑脱影响饱，取叔地面公超压厌值△Pm；b.对5、6级防空蛮地下室慰顶板时徒，应计勤人地面涉建筑影绝响，地沸面建筑忽层数，模外墙材油料厚度厚，开孔跳比例影孙响作用姑在建筑丧底层地尽面空气景冲击波欲压力；c.6级防空弦地下室阴建筑物代底层空挎气冲击盗波超压眉采用有磁升压时梳间平台蛮形，空旱气冲击葵波超压刷值取动△Pms，升条压时能间取0.举02嚷5s；d.符合规等范规定始的5级防打空地虏下室迫，建议筑物瞧底层仿空气订冲击鸦波超崭压波贴形可久采用符有升畅压时乒间的栏平台凳形，吸空气缝冲击蚕波超管压计学算值确可取0.浸95开△Pm，升压仁时间取0.0醋25s；e.计算仙土中表外墙筝的核逃爆动罚荷载迅时，4B级以京下的朵附建柏式地毯下室俩，均胁应考煎虑地续面建寸筑的灭影响油；设防空中地下室称结构底匹板的核弊爆动荷瓶载最大氏压力为Pcl（kN／m2），升体压时间t0h（s），稀不计滴人上草部建自筑物姓影响葬的防邮空地鸭下室驻计算笔公式团为：若顶板逆计算中椅计人上煌部建筑嚼物影响席，顶板息核爆动呈荷载计脱算公式蜡为：式中惑：kf——顶板核验爆动荷斑载的综极合反射驴系数，打与复土脚厚度、敲顶盖形加状、结遣构和四泳周介质意相对刚怕度有关扒。③侧墙企核爆狗动荷杠载计错算。格土中喷结构史外墙绿上的军水平绣均匀解布核复爆动凡荷载第的最堵大压谨力Pc2（kN子/m2）及升县压时间t0h（s）可钥按下恭式计其算：式中：ξ——土的侧汁压力系锹数。对6级防空谈地下室积的顶板晶底面高容出地面撇，直接子承受空吗气冲击吩波作用扶的外墙拢最大水闪平匀布监压力Pc2可取2△Pm。④底板牛核爆仰动荷肥载计扒算。哗结构牢底板捎核爆青动荷厅载最绳大压秒力Pc3（kN／m2）可闭用下守式计殿算：式中：η——底压系蝇数，当腐底板位另于地下称水位以签上时取0.7～0.8，其灭中4B级及4级时占取小周值；当底逢板位骨于地骡下水速位以凡下时阀取0.掉8～1.益0，其椅中含币气量a1＜0.l％时取牛大值。⑤出人口黑通道结纸构构件闹上的核逝爆动荷鹿载。1)防空盆地下轧室出草人口仔通道樱门框粮墙、泡临空脾墙、睛防护蛇密闭葵门、欲防爆愉波活垮门、蕉相邻欲防护钓单元衔之间状防护震挡墙隶及防映护密饱闭门员等构冒件直钉接承之受地劣面空吓气冲曾击波哭作用悉。2)由于通分道的人里射、扩喷散、反匆射的作往用，难脑以确切科计算，瘦一般取弊地面冲婶击波超宁压的2～3倍，即Pc＝（2～3）△Pm。⑥荷载学的组猴合a.作用在哪防空地衔下室结余构上的粥荷载，泪应包括次核爆动返荷载、包上部建庆筑物自论重、土店压力、更水压力济、防空片地下室尤自重和换内部永谅久设备乎自重；b.对核通爆动沿荷载暖，设液计时转采取税一次有作用贩。如监果考眉虑常就规武牺器冲差击侵反彻爆歌炸作血用的缩慧较高翠等级允的民种防工浊程，兰常规陵武器难只考拨虑一恐次命番中；c.核武核器和斗常规锄武器炉的作爽用不解互相代叠加魂，以在一种赔荷载战的破乖坏作纷用为马主，误另一并种荷论载破度坏仅喊做复蹄核，根做局锯部加协强；d.高层符建筑跃物的挽地下丸室往援往承冠受上茧部结惯构风喝荷载毛及地址震作长用影马响。撕视抗省震设技防烈挡度、好风荷驾载等可级及尸民防麦地下誉室等户级，研考虑圈其中持荷载嫂的组毒合；e.核爆仍炸动县荷载览不与驱地震气荷载鸦叠加勿组合窜，应怖在抗煤震设别计基姜础上乱对地墓下室包进行悦核爆幻玉动荷舱载下镰抗倾这覆、置抗剪外切、申主要霸构件狗强度错的复擦核。⑶结鹊构动力爷计算第一步:将结构呆体系拆使成顶板刑、外墙竟、底板答等构件角，分别瞧按等效规单自由鼓度体系浓进行动押力分析硬，按各气构件的专自振频趁率ω，核旨爆炸滋波形蛛及升狂压时摄间t0h。参考输允许延景性比β查表温或计枯算确异定动峡力系贱数；第二步:计算臂各构抹件的蹲等效魔静载凤；第三索步:将拆开发的各构推件组合菊成整体流结构，遇将等效输静载、啊其他永绢久荷载辈和可变蛇荷载组漆合构成表新的结努构计算肿模型，狐按结构违力学方累法求其巩效应。核爆动蔑荷载的佛波形简嘉化为无数升压时珠间的三洒角形时微，动力赢系数为化：式中：[β]—结构疾构件映工作樱状态孙的指确标，凤称为牢允许钩延性删比，翻是结递构构负件允红许的璃最大踪蝶变位办与结拦构构断件弹字性极垦限变卖位的反比，剂对于纤砌体道结构付构件材，允毅许延肠性比[β]取1.军0；密闭枕和防水附要求高承的结构疫构件宜即按弹性勉设计，［β］值取1.0。有一挺般密闭员和防水创要求的卷结构构冈件，宜扛接弹塑刑性阶段娘设计，［β］值宜冒按设仓计任舰务书裹要求缠取值牲。对于梁核爆风动荷错载波抢形简况化成各有升埋压时太间的削平台劲形荷元载，尸及其叛他一形次性奔瞬态边动荷文载，软可根服据构抖件自弄振频练率ω、升僻压时押间、谜允许犯延性祸比[β]查表或仓曲线确刮定构件求的动力键系数kd。核爆动董荷载作栏用下，应顶板、菜外墙、矿底板的蹈均布等德效静荷红载标准扮值为：⑷截抱面设贱计民防工段程在确彻定等效会静荷载启标准值猜和永久遍荷载标鸽准值后顽，其承附载能力举极限状宇态设计描直接采规用钢筋扭混凝土挂结构，注砌体结粗构和钢训木结构朵截面设各计的公滨式进行凉截面选敏择和配夫筋设计唤。式中足：qe1、qe2、qe3—分别为搅作用在在顶板、象外司墙、边底板的持均布等升效静荷喉载标准胁值（kN／m2）kd1、kd2、kd3—分别课为顶细板、殃外墙畜、底呆板的类动力恢系数钓，其伶中底磁板的泻动力演系数kd3可取1.0。民防掌工程讯截面本设计后与一雕般民菠用建兆筑不宫同点暴在于隶：l）民防夸工程欲安全及度主普要由贪防护壮等级哈控制狡，用滑结构拍重要腾性系喂数描哨述更好适合抬。其俭结构猛重要惹性系灾数取1.误0，或比嚼此略小虎。2）材料黄动力胳强度见调整亭。材密料动撒力强递度设尘计值向可取系静力退荷载蠢作用另下kd倍,kd约为1.信10～1.4蜜0；混缩慧凝土艰和砌赌体的廊弹性吼模量蜻核爆鲁动荷渔载作耽用可渗取静捡载荷辫载作企用时野的1.苦15倍等。3）民防写工程剥结构午的梁凤、板些、柱痒构件恰的重消要性愧系数拔应取许不同旅值。河强柱旋、弱谣梁、赏板更注次之万。4）构造要预求。满径足相应权的民防胆工程设惯计施工也规范要盏