摘要：近年来城市地下空间的高速开发迫在眉睫。人防工程作为城市地下空间开发的重要部分，面临着人们认知存在的片面性、开发利用率低及配建比例失调等问题。只有通过改善人们对人防工程的认知，利用人防工程功能的兼容性，将人防工程与城市地下空间协同建设，才能使城市高速健康发展。
关键词：地下空间；人防工程；协同建设；施工技术
我国一贯坚持和平发展，遵循“长期坚持，平战结合，全面规划，重点建设”的原则建设人防工程。城市的地下停车场、地铁等地下建筑都在人防工程的范畴，在战争时都可以作为地下防空室来掩护参战人员和战略物资，人防工程在保护群众的生命安全起到了很重要的作用。人防工程建设的扎实与否直接关系到我国人民防空事业的成与败，所以，对于人防工程的结构设计及后期施工都要做到细致入微、精益求精。
1.城市地下空间与人防工程的关系
1.1城市地下空间与人防工程的发展关系
土地是一种有限的资源，我国出台了严格的集约节约利用土地的政策。因此，城市立体发展成为城市建设者和规划师的共识。人防工程作为城市地下空间开发利用中的重要内容和强制性内容，同样要求城市立体化发展；地下空间开发利用中必须有人防工程规划的指导。同时，需要利用城市地下空间的开发来体现人防工程建设的经济效益、社会效益和环境效益。
1.2城市地下空间与人防工程的功能关系
按地下空间设施分类，地下人防工程属于地下防灾设施。任何地下空间(包括地下市政管线设施)，只要在平时正常使用功能的基础上附加一定的特殊设施，或在工程结构方面附加一定的特定构造，便具有了战时的防护功能，可称之为“人防工程”。由此可见，人防功能与地下空间的平时功能有一定的关系，但没有直接的对应关系，而是一种叠加的、兼容的关系，即对地下空间叠加一定功能，便成为兼容人防功能的人防工程。
1.3城市地下空间与人防工程的布局关系
城市人防工程在整个城市的平面布局上，与地下空间利用的平面布局是一致的。骨干人防工程的建设和人防工程的连通基本上要依托大型地下空间的开发和建设来实现。因此，城市中地下空间重点发展区、城市交通枢纽和节点、城市中心区、商业繁华区、人口密集区的地下空间开发利用，均要考虑并适当满足人防要求。
2.BIM在人防工程设计中的应用
2.1可视化设计
在设计阶段，BIM团队成员中各专业人员在本工程二维CAD格式施工图的基础上，利用Ｒevit软件分别建立了人防工程的土建以及机电模型(如图3～4)能够从全局了解项目周边的构筑物等情况，快速直观地把握人防工程的体量，同时还可以剖析其功能布局。一个项目按照传统的设计方法是无法把设计效果直观地表现出来，而利用Ｒevit软件建立人防工程的三维实体模型，可以达到可视化的效果，业主方、设计单位可以运用BIM模型相互沟通，指出设计中的不足，进行方案的优化，有多个设计方案时还可以进行方案比选，更大限度地体现
BIM的价值。
2.2管线综合深化设计
人防工程设计中涉及土建、结构、风水电、防化、电磁屏蔽、通信、智能化、防护设备等多个专业，工程内部管线、设备多、协调工作量大，管线综合排布是一个极其复杂的工作。在CAD设计中往往是各个专业各自完成自己专业图纸，各专业之间缺乏足够的交流，得到的又是二维图纸，没有三维立体的空间反馈，土建专业与设备专业、设备专业与设备专业之间存在很多碰撞问题(如图1)，而又不能够及时发现，也就很难进行图纸设计优化。
图1矩形梁与给水管道碰撞
BIM模型可以协助完成人防工程机电安装部分的深化设计，包括综合布管图和综合布线图的深化。使用BIM技术改变CAD叠图方式进行机电专业深化设计，应用软件功能解决水、暖、电、通风等各专业间管线、设备的碰撞，优化设计方案，为设备及管线预留合理的安装和操作空间，减少占用使用空间。在对深化效果进行确认后，出具相应的模型图片和二维图纸，指导现场的材料采购、加工和安装，能够大大提高工作效率。
2.3施工动态监测
长期以来，建筑工程中的事故时常发生。为了对施工过程进行实时监测，特别是重要部位和关键工序，及时掌握施工过程中结构的受力和运行状态，建立基于BIM的三维可视化动态监测系统是非常有必要的。使用自动化监测仪器进行基坑沉降观测，通过将感应元件监测的基坑位移数据自动汇总到基于BIM开发的安全监测系统上，通过对数据的分析，结合现场实际测量的基坑坡顶水平位移和竖向位移变化数据进行对比，形成动态的监测管理，确保基坑在土方回填之前的安全稳定性(如图2)。
图2基于BIM的基坑沉降安全监测
通过信息采集系统得到基坑施工过程中不同部位的监测值，根据施工工序判断每时段的安全等级，并在基于BIM的三维可视化动态监测系统上实时地显示施工现场的安全状态和存在的潜在威胁，给管理者以直观的指导。
3.城市地下空间开发应与人防工程协同建设的要点
3.1结合人防工程功能兼容性进行城市地下空间规划
人防工程的兼容性是指在不影响其防空袭能力的前提下，服务城市建设和经济社会发展，是由人防工程功能决定的。在政府投资建设功能不同的人防工程中有31%的人防设施具有兼容性，有20%类型的人防设施经过特殊处理有条件兼容，有49%类型的人防设施没有兼容性；在民间投资建设功能不同的人防工程中有53%的人防设施具有兼容性，有20%类型的人防设施经过特殊处理有条件兼容，有27%类型的人防设施没有兼容性。这证明大多数的人防设施本身或经过特殊处理后具备兼容性。在城市地下空间规划中，充分利用人防工程的功能兼容性，将人防工程与周边建筑形成统一整体，制定人防工程“点-线-片-面”的规划建设模式，使人防工程在城市地下空间开发与利用中具备定位、定性和定量的要求，才能避免地下空间利用率低和人防工程配建比率低的现象出现。
3.2根据城市地下空间规划指导人防工程建设
人防工程在建设时不但要考虑工程本身要满足的“防护可靠、保障使用、适于生存”准则，还必须按照城市地下空间开发中对于项目在生产和生活上的要求进行建设。一般人防工程的建设形式多样。只有在城市地下空间规划的基础上，根据相关法律法规的要求，将人防工程的战时功能和平时功能完美融合，才能实现其最大的社会价值和经济价值。以南昌地铁1号线建设项目为例，在兼顾人防工程建设时，以实际增加投资额不到3000万元的条件，就使整条地铁约80万m2地下空间达到一般人防工程的战时功能。如果专门修建同等面积的人防工程将增加不少于30亿万的工程造价，很大程度上降低了城市建设的投资。
结论
对人防工程的结构进行设计是非常复杂的系统工程，涉及耐艮广，影响的因素也非常多。不但要考虑战时的使用，更要考虑和平时期的正常使用，这两者都要兼顾，这势必增加设计和施工的难度，所以在设计的时候，一定要严格按照规范及相关标准的要求，根据施工的环境及条件，将最适合的设计方法选择出来。本文通过对人防工程的特点、设计的原则以及设计的有效措施进行分析，明确了要想提高设计的质量，必须要将人防工程平面结构的构件科学地进行布置、加强人防工程荷载的设计、确保人防工程结构的质量、有效提高人防工程孔口设计的质量。
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论文作者:姚泽斌
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/28
标签：人防论文; 工程论文; 地下论文; 城市论文; 空间论文; 功能论文; 兼容性论文; 《防护工程》2019年第7期论文;