地下建筑物的火災破壞與修復

一、引言

自然界災害種類很多，有風災、水災、火災及地震等，其中地展災害被公認為危害**的災害1976年我國唐山7·8級的強烈地震使整個唐山市遭毀滅性破壞，傷亡達數(shù)十萬人。頻繁發(fā)生的火災也能使建筑物嚴重破壞，造成巨大的經(jīng)濟損失及重大人身傷亡，由于電氣設備與輸電線路安裝、使用不當，或者發(fā)生故障與短路;電焊氣焊安全防護不當，生產(chǎn)與生活用火不懊;故時敵方武裝襲擊:易嫩、易爆物起火以及縱火等原因，位于巖土層中的地下建筑物也會發(fā)生火災。(一些地下建筑物的火災買例介紹在文后的附錄中)。地下建筑物位置與空間的局限，使其火災與地面建筑物火災相比具有明顯的不同特點:煙霧濃度大，排煙與散熱差、安全疏散困難、消防救火難度大、人員密集公共場所發(fā)生火災危害更大。地下建筑物的火災破壞與修復--文/楊達胡瑞沈貴松

對于地下建筑物火災同樣要實行“預防為主、防消結(jié)合”的方針，嚴防重大火災事故的發(fā)生。一旦造成火災，應周密勘察建筑結(jié)構(gòu)的破壞，并根據(jù)工程的可修復性及再使用價值，慎重地作好修復處理。本文簡要地討論地下建筑物火災破壞現(xiàn)象與機理，闡述實施工程修復的意義與具體內(nèi)容，并介紹火災與修復實例。

二、火災對地下建筑物的破壞與防范

火災造成的地下建筑物破壞與火災大小及火勢荃延程度、建筑材料耐火性能、建筑構(gòu)件耐火能力，以及防火設施的配備與使用有關。

地下建筑物因火災導致的破壞大體上可歸納為以下幾方面:

(1)內(nèi)部裝修燒毀(局部或全部)。用于內(nèi)裝修的材料有許多是嫌燒材料及難燃材料，如木材·纖維板、復合板、塑料制品等。在煙燕、火燒及高溫下很易起火燃燒，火勢荃延也很快，汽的材料燃燒時還產(chǎn)生有毒氣體.即使采用鋁合金之類材料內(nèi)裝修，在溫度升至一定值時，也會因強度大幅度下降而導致變形破壞。

(2)建筑結(jié)構(gòu)燒蝕，承載能力降低或喪失。

地下建筑物的承重結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)大多用鹼、鋼筋鹼或磚砌體構(gòu)筑，盡營這些材料屬非燃燒材料，但在火燒與高溫作用下也會產(chǎn)生破壞。由于冷熱不均而形成的內(nèi)部熱應力可使磚墻龜裂;加上撲救火災時噴射有壓冷水，墻面驟冷，磚體呈片狀脫落，截面減小，承載力下降。鹼在火燒與高溫作用下，含水硅酸鈣脫水，水泥石收縮、骨料膨脹，水泥砂石結(jié)構(gòu)被破壞;加上組成鹼的各種材料的熱應力變化，強度很快降低。當溫度達到800～900℃時，其內(nèi)部游離水，結(jié)晶水基本上完全消失，鹼強度也幾乎完全喪失。在鋼筋鹼中，鋼筋受到透過鹼保護層傳來的熱量而膨脹;當溫度升至300～400℃時，鋼筋與鹼的粘著力基本喪失，鋼筋自身的抗拉強度也顯著下降，以致完全失去承載能力。

較大的火災還可能使地下建筑的襯砌結(jié)構(gòu)或梁、柱、門及隔斷等構(gòu)件因喪失承載力而倒塌，造.成地下建筑內(nèi)部房門封閉及通道堵塞。人員、車輛無法通行將嚴重影響疏散與消防搶救，甚至千萬人員傷亡及設備損壞。

(3)防水體系破壞，造成不同程度滲漏水。地下建筑物的卷材與涂料防水層，以及“三縫”防水處理用的注漿、嵌縫材料和止水帶等橡膠、塑料制品。在火燒與高溫作用下將破壞并失去防水止水能力。砂漿抹面防水層以及作為結(jié)構(gòu)自防水的防水鹼受火燒后，表層將變得酥松、裂縫，易于滲偏。這種滲偏水病害將嚴重破壞地下建筑物的環(huán)境，影響其正常運營及功能的發(fā)揮。

(4)風水電設備損壞，不能運轉(zhuǎn)或報廢。地下建筑物需靠通風、給排水及供電來保證其生活、生產(chǎn)條件.火災可以使電氣設備的器件與線路損壞，導致地下建筑物動力、照明用電夫供，通訊、通風及給排水設備被毀無法運轉(zhuǎn)。

為了撇兄發(fā)生火災造成損失，應釬對導致火災的原因及地下建筑物的實際狀況，采取周巒防水措施，這些措施主要是:

(1)地下建筑出人口的地面建筑物與附近地面建筑之間的防火間距應符合建筑防火規(guī)范的要求。地下建筑設計要按使用性能與規(guī)范要求劃分防火分區(qū)，每個防火分區(qū)應設置兩個以上的安全出人口。

(2)地下建筑內(nèi)要按防火規(guī)范要求設置防煙排煙設施，對通風空調(diào)系統(tǒng)應采取防火措施;并且要確保泊防給排水系統(tǒng)的可靠使用。

(3)地下建筑必須設計安裝火災報警設備及滅火設施;并設立專職消防人員或消防組織。

(4)地下建筑內(nèi)的照明燈具及電氣線路一般不得安裝在潮濕環(huán)境中，以免絕緣性能下降。擊穿、短路引起火災;難以避免時，需作特殊處理，還應在必要位置設置火災事故照明設施。

(5)地下建筑應按一級耐火等級設計，所有建筑、裝修材料的燃燒性能與耐火極限應符合下表的規(guī)定值。

(6)地下建筑內(nèi)使用液化石氣和閃點小于60℃的液體，以防漏液跑氣發(fā)生擻燒爆炸。

(7}除了危險品專用倉庫外，地下建筑內(nèi)不得貯放易燃易爆物品。按照“平戰(zhàn)結(jié)合”要求用于地下商場、餐廳、影劇院、舞斤等用途的地下人防工程內(nèi).應禁止使用明火及吸煙，并限制易燃商品存放數(shù)量(日本要求減少到50kg/m3以下)。

(8)地下建筑使用中要建立必要的防火規(guī)章制度，并扮有關人員經(jīng)常進行防火教育.自覺嚴格地遵章守紀，杜絕火災發(fā)生，防患于未然。

三、災后修復的意義與墓本原則

地下建筑物遭受火災后，絕大部分均可修復,}拆建、重建者只是極少部分.這種工程修復是很有意義的:從經(jīng)濟士講，工程修復費用較低，一般不會超過重建費用的50%，而且所耗費的時間肯定比拆建、重建少得多(抵少空間開疙的時間可以省去)，工程可以盡快修好投人使用;從耗時費資的分析可認為工程修復比工程重建具有較高的效費比.特別是某些地下工程的位置是不允許或不容易變更的，如按設防要求構(gòu)筑的防護工程(國防、人防工程)、地下鐵道干線、水下交通隧道，以及重要的地下廠房等。這些地下建筑物一旦發(fā)生火災除了積極進行修復外，別無更好的選擇。

在策劃、實施工程修復時，以下幾點應作為考慮的基本原則;

(1)工程修復應在分析致火原因的基礎士有針對性地做好設計與施工。

(2〕工程修復應不影響或盡盆少影響被燒地下工程的原有使用功能，并且還應根據(jù)既往使用中的經(jīng)驗教訓盡可能予以改善。

(3)工程修復必須安全可靠、簡便可行、經(jīng)濟實用。并且要盡量縮短工期，以達到較高的綜合技術經(jīng)濟指標。

(4)工程修復選用的材料首先考慮施工時無毒、不產(chǎn)生有害氣體，同時，應充分考慮其耐燃性能，多用非燃及難拱材料，不用或少用燃燒材料。凡尚有使用價值的原有材料與構(gòu)件應盡量保留使用。

(5)工程修復的設計應周密考慮防火措施，消除隱患，防止火災事故的再次發(fā)生。

四、地下建筑火災修復的內(nèi)容

地下建筑火災修復是一項復雜的系統(tǒng)工程它主要包括以下內(nèi)容:災情勘察與鑒定、現(xiàn)場清理與消毒、滲漏水治理、結(jié)構(gòu)補強加固、內(nèi)部再裝修·以及風水電設備的修復與安裝等。現(xiàn)簡要分述如下:

(1)災情勘察與鑒定

火災后必須立即進行，以免有用資料在清理現(xiàn)場時被清除。

①了解火災時溫度(可根據(jù)現(xiàn)場殘余物推算)、持續(xù)時間、發(fā)火部位，及火災波及的范圍。

②檢查建筑物損壞情況，通過直觀目測、敲擊聽音、器械檢查、取樣試驗等手段，弄清鹼與磚砌體的裂縫與破壞、鋼筋屈服及構(gòu)件變形等情況。

③及時提出災情勘察以及建筑物破壞程度和可修復性的鑒定報告。

(2)現(xiàn)場清理與消毒

①進人災后現(xiàn)場，首先要對易于坍塌的部位妥善加以支(頂)撐，以免發(fā)生事故危及施工人員與設備的安全.

②拆卸已損壞或影響修復工程開展的風水電等內(nèi)部設備與管線，清除燃燒殘余物及通道堵塞、障礙物，方便施工。

③用常壓噴射水全面沖洗所有磚砌體、鹼及鋼筋鹼，使燒壞的表面沖落，進一步清晰暴霉裂縫，并且使火燒溫度在400℃以下的硅酸鹽水泥膠體得以補充結(jié)晶水、恢復強度。

④如果火災時產(chǎn)生了有害物質(zhì)，或者人畜死亡，還應進行排污消毒處理。

(3)滲漏水治理

火災造成地下建筑襯砌破壞，變形縫、施工縫防水處理失效，硅與磚砌休裂縫，以致大面積滲漏水，必須徹底治理。

①仔細觀察檢查滲漏部位并作出明顯標記，在判定結(jié)構(gòu)破壞程度，找準滲漏原因的基礎上擬訂正確的治理方案。

②表層修補適合于襯砌燒蝕破壞不嚴重、使用空間不允許縮小很多的地下建筑物.可以是局部、區(qū)段修補，也可以整個斷面全面修補.在徹底清除燒蝕破壞殘余物后，一般采用“抹刷，或“噴涂”兩種工藝施工新的表面層。

水泥砂漿抹面是傳統(tǒng)的修補方法，在襯砌表面均勻地進行3～5遍抹面，認真養(yǎng)護，可以達到良好的防水效果。隨著材料科學的發(fā)展，按照滲偏水性質(zhì)的不同，在砂漿中摻人適量外加材料可以增強抹面層的防滲能力(如配制聚合物砂漿抹面等)。防水涂料也常用于表面治滲，焦油聚氮醋、丙烯酸酷及硅橡膠等涂料均有較好的防水止?jié)B效果。

③結(jié)構(gòu)深修補對較嚴重破壞的使用較多.當火災燒蝕出現(xiàn)較大裂縫及大面積滲漏時可以采用注漿止水，它既可堵偏，同時兼有補強效果.通常灌注水泥漿較為經(jīng)濟，而用環(huán)氧樹脂、甲凝、聚氨醋等材料進行化學滋漿則費用較高，但對細小裂縫充填效果較佳，能有效地恢復結(jié)構(gòu)整體性，封閉滲水通道。注漿一般包括裂縫等缺陷調(diào)查，裂縫或蜂窩、孔洞清理，鑿槽與鉆孔，埋管與下灌漿咀，封縫與試偏、壓力灌漿，封口清整等作業(yè)步驟。

當火燒與高溫破壞了施工縫與變形縫的防水構(gòu)造時，必須對接縫作深層再造。應徹底清除縫內(nèi)外的火燒殘余物，沖洗千凈后從基層起重作防水處理.一般先臨時止水，在千燥狀態(tài)下用與基層材料粘結(jié)力強的柔性密封材料或水膨脹材料嵌填，再作防水砂漿或防水涂料面層。