专业:建筑倒塌特点及抢险救援技术分析
一、建筑倒塌事故的特点
(一)原因多。建(构)筑物坍塌事故的原因比较复杂,或者是人为破坏,如石家庄爆炸案;或者是自然灾害,如地震、台风等;或者是存在设计缺陷,如上海奉贤某火灾扑救过程中,由于建筑设计不合理,导致灭火过程中外梁坍塌,造成消防员负伤;还有就是因为火灾等其它因素导致房屋结构遭到破坏而导致的建筑倒塌,2003年青岛某厂房发生火灾,在高温作用下,钢结构屋架约经过30分钟便轰然倒塌,导致20多名员工因未能及时疏散而被埋压在厂房内活活烧死,教训惨痛。
(二)破坏性大。正是由于建筑物坍塌事故具有突发性,大量的人员和财产来不及做出防范和转移就被埋没,人员受到致命伤害,财产遭受严重损失。其破坏力之大,灾后恢复时间之长,都远胜过其它灾害。例如,在衡阳“11·3”建筑火灾坍塌事故中,20名消防官兵不幸遇难;而在此次“5·12”汶川地震中近8万人遇难,其中大多数是由于地震造成建筑倒塌所致。
(三)突发性。除个别自然灾害有一些先兆外,大部分坍塌事故都不可预见,瞬间发生,使正在工作、生活的人们来不及做出有效的反应和抗御,就被埋没在砖瓦水泥的废墟中。例如,2008年11月15日下午杭州地铁施工现场发生塌方,致使内部施工人员和行驶在路面的车辆瞬间被埋入其中,致使多人死亡(截至11月21日,死亡10人,失踪11人基本无生还希望)。
(四)埋压情况复杂。在房屋垮塌救援现场,被困者常被轻型框架结构的木制和重型的无钢筋的砖石和有钢筋的钢筋混凝土建筑物所埋压,情况复杂多样。例如在“5·12”地震中,上海消防部队救出的马元江、尚婷等人都被埋压在建筑的最底层,埋压情况相当复杂。
(五)救援困难。事故发生后,垮塌现场可能由于面积大或人员居住较集中造成埋压人数众多,需投入人力物力较大。另外,现场秩序比较混乱,一方面遇难者家属及幸存者迫切地搜寻亲人,一方面救灾队伍先后到达,互相交叉影响,而且在现场存在着二次坍塌、触电、燃气爆炸、有毒气体泄漏以及发生火灾的危险。救援展开的环境不利。救灾人员对坍塌现场内部的情况所知很少,救援是在无明确目标条件下展开,盲目性比较大。
二、建筑物倒塌中的救援技术
建筑物倒塌事故发生后,如何有效的发挥消防部队的专业特长,快速有效的处置事故,最大限度地解救被困人员的生命是我们的首要任务。因此在救援过程中,我们要充分发挥专业救援技术,确保搜救过程的有效性。
(一)搜索
由于建筑物倒塌往往伴随人员被埋压的情况,准确快速地定位被困人员对整个救援工作是关键。
1、人工搜索法。主要通过询问知情人、喊话、敲击等方式寻找被困人员。搜救小组的人员组成为2-4人,在搜寻过程中主要了解建筑的原安全通道、被困人员的大致位置等基本信息。每次喊话和敲击后都要有停顿,保持安静,仔细捕捉幸存者从瓦砾下传出的声音和响声,并辨别声音的位置,确定现场标记,做好记录。
2、仪器搜索法。消防部队主要有视频、音频、雷达、红外线四种类型的生命探测仪,分别通过视频图像、声波、电磁波和热能形式搜索被困人员的生命迹象。这几种生命探测仪在此次“5·12”汶川地震中被广泛适用,并取得了较好的效果。
仪器类型 | 优 点 | 缺 点 |
音频生命探测仪 | 搜索探测面积较大 | 不能探测失去知觉的幸存者 |
能拾取微弱的呼救声或敲击信号 | 工作环境要求高,受环境噪声影响极大 | |
要求受害者发出能识别的声音,婴幼儿则很难 | ||
监测范围较小(声波7.5米,振动23米) | ||
视频生命探测仪 | 操作简单,容易掌握 | 工作环境受限制,必须有直径不小于5厘米的空隙或空洞 |
可记录图像 | 视野有局限性 | |
可远距离观察 | ||
“雷达”生命探测仪 | 探测人员准确性较强 | 对钢混结构的材料穿透力不是很强 |
轻便、体积小、方便携带、容易操作 | 使用时,在雷达附近6米之内不能有活的物体,否则会产生干扰 | |
探测被困人员的距离比较准确 |
3、动物搜索。目前动物搜索主要是犬搜索,是指利用驯犬的灵敏嗅觉,找寻被掩埋于废墟下的被困人员。搜索犬的听力是人的17倍,嗅觉则是人的100倍。国外一些国家还在研究猪、老鼠、黄蜂等动物、昆虫进行搜索训练,但是就资料显示目前这些动物、昆虫在训练方面都比较困难。
犬搜索的优缺点 | |
优 点 | 缺 点 |
能在短时间内进行大面积搜索 | 工作时间比较短,通常工作20~30分钟后需休息20~30分钟 |
适合于诸如因爆炸产生的建筑物倒塌的危险环境,犬的体型和重量更适合于较小的空间,且产生二次倒塌可能性较小的环境搜索 | 犬搜索至少需要2条犬对搜索区进行单独的相互验证 |
对失踪的幸存者搜寻较为有效 | 犬搜索的效果取决于训导员和犬的能力 |
有些搜索犬具有区分幸存者和尸体的能力,能够节省营救幸存者的时间 | 犬搜索受气温、风力等影响(例如,天气炎热,气温32度以上或27度以上的中午) |
(二)挖掘
一旦搜索工作结束,其后要做的就是如何去接近幸存者,进而将其救出,也就是最快速度的开辟一条救生通道。在大多数建筑倒塌事故救援过程中,往往都是通过挖掘的方法开辟出救生通道。这里介绍几种基本的挖掘方法:
1、由上而下挖掘。这种技术主要适用于被困者被重型的墙体压住身体某些部位,现场无起吊设备或起吊困难时使用。首先就要确定被困者被埋压的大致方位,然后将被困者上方的建筑废墟由上而下逐层挖掘清理废墟,直至挖出被困者。在使用这种方法时,挖掘到越接近被困者,就越要小心,防止对别困人员造成二次伤害。
2、坑道挖掘。这种技术主要适用于被困者被大面积、厚重的楼板埋压,逐层挖掘比较困难时使用。在确定被困者埋压大致的方位后,根据需要在被困者上方周围挖掘一个竖向坑道,待达到被埋压者大致水平方向后,再横向挖掘坑道,到达被困者位置,最后挖掘被困者周围废墟,直至救出被困者。如果被困着距离建筑边缘较近的话,也可以由建筑边缘大致被困者水平位置处直接横向挖掘坑道。在进行坑道挖掘的方法过程中,一定要做好坑道的支撑,在挖掘过程中避免承重结构遭到破坏。
3、吊升下挖。这种技术主要适用于被困者被大型构件压住身体某些部位,无法起吊进行救援时使用。首先,在现场条件允许的情况下,用重型吊车对被压住被困者身体部位上方的构件进行稳固吊升,防止构件在救援过程中继续对被困者下压,以减轻其下压的重量,同时用原木或者木方对构件进行支撑,防止倾斜。然后救援人员用大锤和钢钎等工具对被困者身体下方的水泥和泥土进行下挖,让被困者的身体随着下挖的深度自行下降,最后救援人员将被困者拉拽出被困地点。
(三)支撑
在进行搜索和救援工作时,为了减少被困人员和救援队员的危险,要对哪些局部受到破坏或者倒塌的结构做临时的支撑。支撑技术就是利用一些原木、支柱或者专业设备对倒塌的构建进行加固,防止已遭破坏的、不稳定的建筑物进一步倒塌。支撑不是为了使结构部件恢复到原来的状况和位置,而是防止已经遭到破坏的建筑构建进一步倒塌。支撑应是被动的,轻轻地支撑而不是移动建筑。任何用强力使梁、立柱、楼板部件或墙恢复原位地做法都可能引起进一步地倒塌。这里介绍几种基本的支撑技术:
1、垂直支撑。是最常用的支撑方法,主要目的是:稳定被破坏的楼板、天花板或房顶,也可以被用来代替倒塌的或不稳定的承重墙或柱子。主要支撑方法如图示:
2、悬空斜撑。是一种简易快捷的支撑方法。它用于轻荷载的临时支撑。
3、T形支撑。主要目的是初步稳定受破坏的地板、天花板或房顶。以便做进一步支撑时减少危险,这种支撑时临时性的,也可以用于快速解救受害者。
4、框架支撑。这是一个高性能的支撑,用于支持大面积建筑构建或对挖掘通道的整体支撑。它也可以作为一个安全的避难所。在支撑的过程中,框架支撑需要多根支柱对危险区域进行支撑,从而形成一个框架或者通道。
5、水平支撑。将建筑物之间那些倾斜倒塌破坏的墙体支撑在完好墙体上。当相邻的墙可以被用作支撑物时,可用水平支撑方法支撑被破坏的墙。
6、气垫撑顶。这种技术主要适用于被困者被较轻的墙体和构件压住身体某些部位时使用。主要用不同型号的起重气垫、扩张器、千斤顶、木方等。在使用该方法时要评估被撑顶构件的结构和稳定性并且对重量进行估算,使装备的负荷符合实际重量的需要,并选择好支撑点。然后清理出便于起重气垫、扩张器工作的缝隙,不同型号的气垫、扩张器可以同时工作,根据起重的空间,用木方加以支撑,再同时用几个千斤顶继续升高支撑,最终救出被困者。
(四)破拆
破拆技术是指对创建营救通道过程中遇到的不能移动的建筑废墟构建,或压在幸存者身上的构建进行安全有效的切割、钻凿、扩张、剪断等方法。破拆的对象通常为倒塌废墟中的墙体、楼板、门窗等,其主要材料包括木材、金属、砖、混凝土和钢筋混凝土等。在破拆过程中,一般有水平破拆、垂直破拆两种方向。目前上海消防总队主要的一些破拆工具包括:
功 能 | 名 称 |
切 割 | 无齿距、机动链锯、双向异动切割机、等离子切割器等 |
钻 凿 | 手动破拆工具、电锤、风镐等 |
扩 张 | 液压扩张器、液压撑杆、框架支撑顶杆、手动扩张器、电动扩张器、起重气垫等 |
剪 断 | 液压剪切钳、电动剪切钳、钢缆剪断器、手动剪切钳、万向剪切钳、断线钳等 |
切割:用无齿锯、链锯、焊枪等工具或设备将板、柱、条、管等材料分离、断开的方法。
钻凿:用钻孔机、冲击钻、凿岩机等工具、设备将楼板、墙体等材料开孔、穿透的方法。
扩张、挤压:用扩张钳、顶撑杆等工具将板、柱、条、管等材料分离、压碎的方法。
剪断:用剪切钳、切断器等工具、设备将金属板、条、管等材料断开的方法。
(五)救护
建筑坍塌事故一般会造成大量人员被埋压,突如其来的灾难往往会对受困者造成生理和心理上的创伤,因此救援队员在救助被困者的同时,也要及时对其进行简单的医护、急救和心理安抚,给专业医疗机构营造时间。
1、医护和急救。在营救被困者的同时,要对露出表面的被困者施以简单救助和喂食水、奶等,增强被困者的身体能量,使其配合救助。如果是长时间困在黑暗中的被困者,应将其眼睛蒙上,避免强光刺激,造成失明。清除被困者口、鼻内的泥土,保证其呼吸畅通。喂食被困者时,要给予被困者少量的水、奶、饮料等,以流食为主,循序渐进,避免被困者食用大量的水,造成严重的肾衰竭。如被困者身体暴露在外面,救援队员要利用包扎和止血方法对受伤处进行处理,同时可将受伤部位或身体进行遮盖。
2、搬运。在救出被废墟下埋压的被困者时,不要急于对其进行盲目搬运,要了解其身体的伤害状况,科学搬运。一般的被困者主要是腿部,应该用止血带绑在被压肢体的上部,抑制毒素上行。如果是脊柱受伤,千万不能盲目采用背、抱等简易的救人方法进行运送,一定要让伤员平卧,保持身体躯干不受压,用担架运送。在运送时伤员的头部向后,脚部向前,以便于后面的救援人员随时观察伤员的情况。
3、心理安抚。在建筑倒塌事故发生后,被困人员往往因为肢体残缺、黑暗、惊吓等造成心理上的恐惧,救援队员在解救被困者的同时,要不停的对被困人员进行心理安抚,让被困者心理充满希望,减少恐惧感。这种安抚主要通过对话完成,救援队员可以通过“你要坚持,我们马上就把你救出来了”、“你放心,我们已经看到你了”等言语对被困者进行安抚。
三、抢险救援行动中应注意的问题
(一)搜救工作应由政府统一领导
建筑垮塌事故搜索和救援工作离不开地方政府的统一领导,在政府的统一领导下,完善地方政府重特大事故应急救援预案,并且平时要认真进行演练,做到事故发生时临危不乱,各部门各方面力量各司其职,各负其责,互相协调配合,这是取得搜索和救援工作成功的前提和保障。
(二)要及时疏通救援通道
由于城市建筑密度很大,导致建筑物垮塌后的搜救工作作业面小,影响搜救工作的开展。事故发生后,要及时疏通救援通道,开辟救援施工作业面,尽量加快搜救进程。
(三)谨慎使用大型建筑机械
据国内有关救援组认为:被建筑物废墟埋压的人员只要还活着,一般在一周之内还有生还的希望。因此,在建筑物垮塌事故现场,救援人员在了解被埋压人员数量和位置后,对埋压人员的部位,应该组织救援力量用手或铲、镐等手工小型器具小心刨挖,如果有较重或较大的建筑废弃构件可以用吊车吊移,在确认没有被埋压人员的地方,并且不会对被埋压人员造成危险的地方可以使用大型工程机械,以加快搜索和救援进度。
(四)充分发挥现代化科技手段
在搜救工作中充分发挥现代化科技手段,将会大大加速搜索和救援工作进程,达到事半功倍的效果。例如利用生命探测仪、侦检探测仪等科技含量高的仪器,很快就可找到幸存者,可也以使用搜救警犬等手段。
(五)防止垮塌事故的再次发生
对局部垮塌的建筑物或毗邻的建筑要及时观察,确定测量专业技术人员使用经纬仪等建筑勘察仪器进行不间断点和多点观察,并分析监测数据,报告监测情况,如果情况确实很严重,还应对局部建筑进行加固或提前推倒,以防止搜索和救援过程中出现再次垮塌事故,伤及救援人员。
(六)防止对被困人员造成二次伤害
对遇险者要防止踩压、脱落物的伤害、切割火花灼伤等伤害;特别要注意撞击或对某部位加大力时,产生反作用力等造成伤害。同时,尽可能稳定他们的情绪,减少他们的体能消耗;根据情况实施输液、输氧、包扎等急救措施。
(七)确保救援现场通信畅通
救援现场必须确保通信畅通,保证指挥命令的快速下达和现场行动进展情况的及时汇总上报以及各小组之间的信息传递和交流。
消防部队在开展建筑倒塌事故救援中,具有一定的专业优势和装备优势,建筑倒塌事故处置包含了多方面的救援技术,这就需要我们在平时不断加强专业训练和模拟训练,从而提高救援水平,为今后打有备之战奠定基础,成为一支真正的专业救援技术队伍。