成都市综合管廊人民防空体系建设研究

官礼庆 张晓辰 黄静华 周祖林 吴海瑜

（1.成都设计咨询集团成都市人防建筑设计研究院，四川成都 610015；2.军事科学院国防工程研究院，北京 100036）

1 前期工作

国务院《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》第5条规定，地下综合管廊工程结构设计应满足抗震、人防和综合防灾等需要。

我国管廊兼顾人防建设处于起步阶段，缺乏应用于综合管廊的系列化口部防护设备和设计标准，无法满足综合管廊设防要求。但综合管廊在提高城市工程管线建设安全和标准、保障城市正常运转等方面扮演着十分重要的角色，成都市人民防空办公室（以下简称市人防办）着手地下综合管廊人民防空体系—设计标准、防护设备、检测标准的研究工作，并由成都设计咨询集团成都市人防建筑设计研究院（以下简称设计院）配合军科院完成。

2 试点工程设防

在工程实践阶段，项目组在成都市已申报的21个试点项目中，从项目开展阶段、工程规模、竣工时间要求等维度考量，最终选取“IT大道综合管廊”“日月大道综合管廊”“蜀龙路五期综合管廊”“中和片区综合管廊”等共计18.6km的项目开展人防设计工作。

除了在成都市中心城区开展试点工程，项目组在成都市东部新区累计完成“东一线道路及综合管廊工程”“机场南线（一期）综合管廊工程”“北一线道路及综合管廊工程”等9个项目的设防设计工作，累计设防长度51.1km，完整覆盖了东部新城所有新建综合管廊项目。

设计工程中面临的最大困难是无综合管廊人民防空设计标准，无可使用的防护设备。项目组积极探索，充分吸收结建人防工程、地铁兼顾人防项目的成功经验，因地制宜制定了适合成都市地下综合管廊的设防方案，为制定本市标准和进行防护设备研发收集技术参数和指标。

3 新型综合管廊防护设备研发

2018年，设计院配合军科院完成科研立项，将综合管廊新型材料系列防护设备列入人民防空办公室2019年度重点科研选题目录。该科研项目分为两个阶段，第一阶段研发成都地标产品、图集和检测标准，第二阶段研发国标产品、图集和检测标准。

两院成立科研项目组，从防护需求、设防重点、战时功能等方面展开课题研究，借鉴研究国内第一批试点城市综合管廊人防项目，结合成都市实际情况，制定适合成都本地的综合管廊人防工程防护设备技术目标，力争实现智慧人防，使综合管廊防护设备符合“新材料、新工艺、智能化”等技术原则，做到防护设备可自动控制、内部环境可智能监控、管廊防护设备可远程启闭、管廊受打击后可快速抢修恢复等技术指标，实现成都市在综合管廊人防工程建设领域达到国内领先的目标。

科研项目组确立任务和研究方向，进行综合管廊系列防护设备方案设计、防护设备门扇基材性能与成型工艺研究、防护设备抗力性能数值仿真以及计算研究、防护设备液压驱动与自动化控制技术研究、防护设备试验研究、综合管廊防护设备选用图集编制。

3.1 材料选型

经项目组充分论证，决定采用树脂基纤维增强片状模塑料（SMC）作为综合管廊系列防护设备的门扇基材，该材料具备轻质耐腐、使用安装便捷、外形美观、可实现标准化加工和高效率生产的特点。采用平板结构形式作为门扇基本结构。该结构生产、加工、安装便捷，水平设置于道路、绿化带两侧时，不阻碍人员、车辆通行，且不影响市政的美观效果。

SMC基材如图1所示。

高温模压如图2所示。

图2 高温模压

设备拼装如图3所示。

图3 设备拼装

3.2 设备方案设计

检修口又称逃生口，是综合管廊上开设的用于检修人员进出工程内部和应急逃生的洞口。吊装口又称投料口，是综合管廊上开设的将各种管线和设备吊入或吊出综合管廊的洞口。在项目中完成方案设计和多轮方案比选优化。

各设备方案设计如图4～图8所示。

图4 检修口通风口设备方案

图5 检修口通风口设备闭锁机构设计

图6 投料口设备方案

图7 投料口闭锁机构

图8 投料口设备启闭控制机构

3.3 工艺创新

设备超长、尺寸超大、模压机具完成设备加工难度大，项目组进行了科研创新，提出模块化拼装的方案。多模块拼装、高强度结构耐候胶和螺栓连接方案如图9所示。

图9 多模块拼装、高强度结构耐候胶和螺栓连接方案

3.4 防护设备试制及试验研究

设备试制阶段，项目组对设备和基材进行各类试验，进行数据分析和设计优化，包括门扇基材力学性能测试、门扇基材物理性能测试、预埋件拔出力测试、门扇基材老化性能测试、门扇模压生产工艺试验、等效静载计算、动载计算、驱动系统优化设计、自动控制系统设计、抗力性能测试、自动启闭试验、断电情况下的手动/蓄能器启闭试验、远程控制试验、防水性能试验（50cm水淹试验）。

SMC复合材料投料口基材试验数据如图10所示。

图10 SMC复合材料投料口基材试验数据

检修口（通风口）防护设备启闭试验如图11所示。

图11 检修口（通风口）防护设备启闭试验

远程启闭试验如图12所示。

图12 远程启闭试验

抗力试验后驱动系统性能检测如图13所示。

图13 抗力试验后驱动系统的工作性能检测

2019年5月29日，按照预定工作计划，成都市人防办主持召开《成都市地下综合管廊工程系列人防防护设备研制与标准图集编制》项目成果鉴定会，来自军内外的7位专家听取项目组研究成果汇报，审查成果文件。本科研项目主要实现了7大技术进步。

（1）首次解决成都市综合管廊检修口、吊装口、出入口（连通口）、通风口等口部的防护问题，满足成都市地下综合管廊落实防护要求的工程需要。

（2）首次将复合材料及其模压成型技术应用于综合管廊防护设备，在保证强度和密闭性要求的基础上，显著降低门扇重量，增强防护设备的耐候性能，提高防护设备的生产效率，优化防护设备的使用、安装、维护性能。

（3）首次对综合管廊防护设备开展抗力性能实爆检测，结合抗力性能试验，首次对冲击波荷载作用后的防护设备密闭性能以及驱动系统工作性能进行检测。研制的防护设备满足抗力要求，设备在承受试验荷载后仍能够实现自动启闭，密闭性能满足相关标准要求。

（4）研制出一种可拼接、模块化的复合材料人防防护设备门扇，首次解决大跨度复合材料防护设备门扇的模块化生产难题。依靠较少模具，即可实现不同尺寸系列的复合材料防护设备制造生产，降低生产成本，缩短制作周期。

（5）在复合材料防护设备的研制过程中运用LFT+SFT梯度设计和铺层优化方法，充分发挥不同材料的性能优势，提高纤维的浸透性能，增强防护设备的抗力性能。

（6）实现综合管廊防护设备的自动启闭、远程控制、环境监测以及侵入报警等功能，具备较高的自动化和智能化水平。防护设备具有手动操纵的功能，可以在断电时实现快速启闭。

（7）编制适用于成都市综合管廊工程的防护设备选用图集，编制的图集结构合理、说明以及图面条理清晰、数据准确、选用方便。

鉴定会专家认为，本项目研究技术路径合理，创新性较强，充分体现了人民防空建设“平战结合、军民融合”的总体要求，研究成果符合综合管廊建设人民防空需要，战备效益、社会效益、经济效益显著。研究成果具有广泛的推广应用价值，通过鉴定。项目于2019年5月28日完成第一阶段的成果鉴定并由成都市人防办公布试用。

军科院以上述科研成果作为国标产品和图集的组成部分，报人防办进行项目鉴定。2020年12月28日，第二阶段科研成果《城市地下综合管廊系列防护设备研制与选用图集、检查标准编制》通过人防办组织的科研鉴定，获得评审组专家高度评价，结论意见为“该项目研究难度大、技术先进、创新性和实用性强，成果丰富，战备效益、经济效益显著。研究成果在同领域达到国际先进水平，具有广泛的推广和应用价值”。

4 编制综合管廊人防技术标准

《成都市综合管廊人民防空技术标准》经省住建厅立项批准，由成都设计咨询集团成都市人防建筑设计研究院担任主编单位，中国市政工程西南设计研究总院有限公司、军科院、成都市建设工程质量监督站担任参编单位。

编制过程中，多次邀请国家“综合管廊战术技术要求”“综合管廊人民防空标准”编制团队进行指导和审查，有效保障了本标准的编制质量。

本标准系统地梳理了设防需求、设防等级、防护单元划分、孔口防护、管线防护、战时功能保障、平战转换等设计要点，纳入施工及验收、防护设备检测章节，对成都市综合管廊人民防空设计、施工和检测起到较好的推进作用。

5 结语

在成都市综合管廊人民防空体系建设过程中，设计院配合军科院从标准着手，以科研项目为依托，形成“领先的技术标准”“严谨的科研过程”“齐备的防护设备体系”“完善的设备检测标准”等丰富的科研成果，形成20余项相关专利，在国内率先实现综合管廊人民防空建设体系完整闭环。切实做好城市综合管廊防护，可以提升综合管廊工程战备效能，构建完备的城市防护体系，是成都市人防主管部门和从业单位全面落实“坚持人民防空为人民，铸就坚不可摧护民之盾”的务实举措。将积极面对城市人防建设面临的新情况、新问题，持续推动人防建设高质量发展，坚持人民防空为人民，为成都市城市建设、创新发展做出应有贡献。