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(shè)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(yīng)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(shè)施的配備與使用有關(guān)。

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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備被毀無法運轉(zhuǎn)。

為了撇兄發(fā)生火災造成損失，應(yīng)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(yīng)符合建筑防火規(guī)范的要求。地下建筑設(shè)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(yīng)設(shè)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(shè)置防煙排煙設(shè)施，對通風空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)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(shè)計安裝火災報警設(shè)備及滅火設(shè)施;并設(shè)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(yīng)在必要位置設(shè)置火災事故照明設(shè)施。

(5)地下建筑應(yīng)按一級耐火等級設(shè)計，所有建筑、裝修材料的燃燒性能與耐火極限應(yīng)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(yīng)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(guān)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(shè)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(yīng)作為考慮的基本原則;

(1)工程修復應(yīng)在分析致火原因的基礎(chǔ)士有針對性地做好設(shè)計與施工。

(2〕工程修復應(yīng)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(yīng)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(shù)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(yīng)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(yīng)盡量保留使用。

(5)工程修復的設(shè)計應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(chǔ)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(yīng)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。