浅谈防护屏障的布置形式

朱亚维 王菁菁 郭盼

北方工程设计研究院有限公司 河北 石家庄 050011

摘要：防护屏障在危险性建筑物周围使用非常广泛。防护屏障的设置及其形式应根据总平面布置、计算药量、运输方式、地形条件等因素确定。理论上，危险性建筑物及非危险性建筑物均可设置防护屏障，但是实际接触的具体项目中，绝大多数是对有危险性的建筑设置防护屏障。防护屏障的形式可采用防护土堤、钢筋混凝土防护墙或夯土防护墙等形式。

关键词：防护屏障；防护土堤；钢筋混凝土防护墙

1前言

新建、扩建、改建具有爆炸危险性的建筑物时，应根据建筑物的危险等级和计算药量核算最小允许距离，保证危险建筑物之间、危险建筑物与外部建构筑物之间的距离，符合最小允许距离的有关规定。根据我国现行的《火药炸药引信及火工品工厂设计规范》及《民用爆破器材工程设计安全规范》等相关规定，危险性建筑物周围是否设置防护屏障，直接影响最小允许距离的确定。设置防护屏障是防止爆炸灾害扩大、减轻事故损失的重要措施，是危险性建筑物新建、改建、扩建必须考虑的重要事项。

2 防护屏障的作用分析

防护屏障设置的位置可分：设置在爆炸建筑物周围和设在被保护建筑物周围两种，其作用分别如下：

2.1设置在爆炸点建筑物周围的防护屏障作用

可拦截飞散物：根据多次事故情况，很大一部分飞散物，特别是水平及小角度范围内的飞散物可被拦截在防护屏障内。

可阻挡冲击波的扩散：根据现有试验资料分析，小药量作用较大，大药量作用较小，在近距离（指最小允许距离范围内）有作用，远距离（指区域距离）就无作用。

在爆炸点建筑物周围设置防护屏障，其周围建筑物均可得益，但是爆点建筑物设置防护围墙后，因冲击波不易扩散，飞散物被拦截在防护屏障内，对防护屏障内的建筑物破坏可能会加重，同时也影响防护屏障内人员的疏散，对安全有相反的作用。因此，对以燃烧为主或先燃后爆且工房内人数较多的危险性等级B、C级工房设置防护屏障并不一定合适，该类工房以局部设置防护屏障为宜。

2.2设置在被保护建筑物周围的防护屏障作用

可阻挡外来冲击波对防护围墙内建（构）筑物的破坏，从多次事故及试验分析来看，阻挡效率是较高的。在单方面设置防护屏障情况下，被保护建筑物设防护围墙，较爆点设防护围墙作用较大。

可拦截水平及小角度范围内飞来的飞散物。被保护建筑设防护屏障，仅本建筑物受益，受益面相对较小。

3 防护屏障的分类

防护屏障有防护土堤、钢筋混凝土防护墙、夯土防护墙等多种形式。防护屏障的形式应根据总平面布置、地形条件和建筑物内的计算药量等因素确定。

3.1 防护土堤

防护土堤是我国目前普遍采用的防护屏障形式。其施工简便、造价低、能抵挡较大的冲击波能量。但是实践中，自然堆筑的土防护土堤边坡较缓、占地大、用土量多，且防护土堤顶部离被保护建筑物和爆点建筑物距离远，其防护效果也会受到一定的影响

3.1.1 防护土堤的距离要求

防护土堤内建筑物的外墙距防护土堤坡脚的水平距离，应符合下列规定：无运输或其他要求的地段，不宜大于3m；有运输或其他要求的地段，其距离应按最小使用要求确定，有条件时，该部位的防护屏障高度宜适当增加。

3.1.2防护土堤的高度要求

防护土堤内为单层建筑物时，防护屏障的高度宜高出建筑物的檐口1m，不应低于屋檐口高度。

3.1.3防护土堤的宽度及边坡要求

防护土堤顶宽不应小于1m，底宽不应小于高度的1.5倍。防护土堤边坡应稳定，坡度应根据土质确定。一般人工填筑的土堤，粘土、亚粘土和黄土采用1:1，亚砂土采用1:1.25。

3.1.4防护土堤的材料及其他要求

防护土堤应以土或灰土填筑，严禁用泥炭类轻而可燃的材料填筑，如受取土困难或场地的限制，防护土堤内外坡脚处可砌筑高度不高于室内地坪标高以上2.0m的挡土墙，挡土墙以上部分严禁用石块、混凝土块等重型块状材料砌筑。

3.2 夯土防护墙

当A1级建筑物计算药量<250kg，A2级建筑物计算药量<400kg，A3级建筑物计算药量<550kg时，可采用夯土防护墙，由于夯土防护墙允许坡度较陡，故夯土防护墙占地少，用土量少，对地窄或土少的地段比较合适。缺点是抗冲击波的能力弱。在黄土地区及其他适合夯土打墙的粘土和亚粘土地区，夯土防护墙可以直接用挖出的土直接打。如果土质条件不适宜，可在墙外皮30-40cm范围内加适量石灰，以保持土墙的稳定。

3.3 钢筋混凝土防护墙

钢筋混凝土防护墙优点是整体性好，墙可以直立，冲击波及飞散物向外扩散的角度小，防护效果好；占地少，场地狭窄及防护等级高的建筑物特别适合。但是钢筋混凝土墙造价高，目前使用较少。

4 某项目防护屏障的设置

4.1项目概况

某库区占地面积约6.9万㎡，由储存区和警卫生活区组成。储存区和警卫生活区由密实围墙隔开，储存区布置在库区的东部，警卫生活区布置在库区的西部。其中储存区主要包括13个储存库、4个哨塔、消防设施、值班室，警卫生活区主要包括4个建筑物及训练场地等。库区设置了密实围墙，围墙内设置了军犬巡逻道、士兵巡逻道，各巡逻道均设置了钢丝网围栏。

4.2防护屏障设置

根据xx库区的现状，对各危险品库房加设防护屏障。其中库区警卫生活区的生活设施，库区南侧的村庄、东侧零散住户及东北侧村庄为重点防护目标。

各库房计算药量均大于550kg，部分地段场地狭小。故本项目防护屏障的形式不能采用夯土防护墙，采用防护土堤和钢筋混凝土防护墙。

弹药库各建筑物檐口高度距室外地面约5.2m高，若采用防护土堤，则防护土堤高定为5.2m，底宽约为11m，防护土堤坡脚距离库房外墙3m，则库房外墙与库区围墙间距离要求在14m以上。该项目中，3、4、5、7号弹药库距围墙距离约10m，受场地条件限制，库房贴近围墙一侧采用钢筋混凝土防护墙；场地不受限制的弹药库设置防护土堤。

5 防护屏障的设计

防护屏障的作用是双向的，第一降低库房发生事故时对外界的破坏，第二可以对来自本库房外的冲击波和飞散物起到阻挡作用。

防护土堤：防护土堤顶宽1m，高5.2m设计，底宽11m。

钢筋混凝土防护墙：钢筋混凝土防护墙按照1吨TNT当量爆炸、爆心位于库房中间进行设计。钢筋混凝土防护墙的高度为5.2m。由于钢筋混凝土防护墙地下基础宽约5.2m，为施工可行性，钢筋混凝土防护墙轴线与库房外墙距离为4m。

6 结语

防护屏障在军工及民爆项目中应用普遍，各个项目又往往受地形、投资等各种条件限制，设计中，我们应该进行多方案技术比较，探索最经济，最适合具体项目的防护屏障形式。