淺析破拆技術(shù)在船舶火災(zāi)中的應(yīng)用

陳光宏

(上海崇明區(qū)消防支隊(duì),上海 202150)

當(dāng)前我國船舶工業(yè)發(fā)展迅速，無論是造船業(yè)修船業(yè)，還是船舶運(yùn)輸業(yè)，我國均已躋身世界先進(jìn)行列。在船舶工業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，行業(yè)繁榮的背后也隱藏著一個(gè)不容忽視的安全問題：那就是船舶火災(zāi)居高不下[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，船舶火災(zāi)占全國水上災(zāi)害事故的20%，我國港口平均每年發(fā)生船舶火災(zāi)事故約24起，所造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過千萬元，近幾年，在上海消防總隊(duì)崇明支隊(duì)參與撲救的火災(zāi)次數(shù)中，船舶火災(zāi)占到10%左右。隨著船舶火災(zāi)的不斷增多，消防部門已經(jīng)逐步將其納入火災(zāi)撲救研究對(duì)象。本文擬就船舶火災(zāi)撲救中的破拆技術(shù)從整體和宏觀上予以介紹。

一、船舶火災(zāi)特點(diǎn)

船舶火災(zāi)區(qū)別于一般火災(zāi)，具有救援困難、撲救困難等特點(diǎn)。一是滅火救援困難,難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。船舶火災(zāi)具有空間密閉、火點(diǎn)隱藏、不易發(fā)現(xiàn)等不利因素，當(dāng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，往往已經(jīng)發(fā)展為不可控的災(zāi)難。二是火災(zāi)難以撲救,危險(xiǎn)系數(shù)極高。由于船舶內(nèi)部空間的局限性，其通道狹窄、艙室眾多、排煙不暢，火災(zāi)形成的熱輻射、熱對(duì)流和濃煙，同時(shí)對(duì)船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地形不熟悉，使救援人員很難找到火點(diǎn)，人員內(nèi)攻過程中往往會(huì)迷失方向[2]。三是艙內(nèi)溫度極高,煙霧濃能見度低。隨著燃燒時(shí)間的延續(xù)，艙蓋緊閉散不出去，艙內(nèi)熱量劇增，火源附近溫度極高，極易引起鄰近可燃物燃燒；艙內(nèi)可燃物一旦著火，煙霧濃、不易自然排出，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)能見度很低，不易發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，火災(zāi)危險(xiǎn)性增大，撲救難度大[3]。四是造成損失巨大,導(dǎo)致人員傷亡。現(xiàn)代船舶向大噸位化、高科技化和豪華舒適發(fā)展，船舶造價(jià)昂貴，動(dòng)輒幾千萬多則幾億元。船舶上旅客集中、貨物密集，船舶火災(zāi)極易造成人員傷亡及船舶、貨物的直接經(jīng)濟(jì)損失。五是造成重大事故,引發(fā)次生災(zāi)害。一旦火災(zāi)危及燃油艙將發(fā)生爆炸，嚴(yán)重威脅到救援人員和船只安全，如果發(fā)生沉船事故，船上裝載的貨物，如油類、有毒液體、危險(xiǎn)化學(xué)物品等，一旦流入江河湖泊，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危及海洋生態(tài)系統(tǒng)和水資源[4]。

二、船舶火災(zāi)撲救典型戰(zhàn)例分析

案例一:2003年“9·18”滬東船廠新“南京號(hào)”貨輪火災(zāi)，由于船舶結(jié)構(gòu)的特殊性，發(fā)生火災(zāi)后火點(diǎn)不易發(fā)現(xiàn)，電纜燃燒產(chǎn)生的高溫、濃煙對(duì)內(nèi)攻人員的進(jìn)攻、撤退帶來極大影響，造成一名消防員犧牲，代價(jià)十分慘重。處置措施：由于該船舶停泊碼頭處于維修狀態(tài)，受到工藝孔洞較多、船舶結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、火點(diǎn)位置不明確等因素影響，導(dǎo)致煙熱垂直、橫向蔓延迅速無法實(shí)施封艙窒息滅火，破拆位置也難以確定，綜合各方面因素，采取強(qiáng)攻近戰(zhàn)滅火的方法，最終將火災(zāi)撲滅。

案例二：2010年“4·6”中?！敖鹑A倫號(hào)”泵油間發(fā)生火災(zāi)，內(nèi)部有3人被困，總隊(duì)指揮中心共調(diào)集16個(gè)中隊(duì)、27輛消防車共220多名官兵到場(chǎng)撲救，首戰(zhàn)到場(chǎng)力量?jī)纱卧噲D從主甲板入口處深入內(nèi)攻，均因溫度過高而未能成功。處置措施：首先破拆天蓬窗打開排煙散熱通道，然后破拆貨倉的底部艙壁形成上下對(duì)流的方法進(jìn)入泵油間，從而快速進(jìn)入著火區(qū)域找到著火點(diǎn)，成功的將火災(zāi)撲滅，并將3名被困人員救出。此前的2003年“2·26”寶中號(hào)的火災(zāi)撲救，也是運(yùn)用了此戰(zhàn)術(shù)。

案例三：2014年“4·9”上海江南長(zhǎng)興重工有限責(zé)任公司(江南二號(hào)線)C1號(hào)船塢內(nèi)在建的VLGC型液化氣船發(fā)生火災(zāi)，燃燒的位置為艙間內(nèi)液化氣罐外層聚氨酯保溫材料和三防布及防火毯，受到高溫有毒氣體以及進(jìn)出通道狹小等不利因素的影響，救援人員無法深入內(nèi)部實(shí)施滅火。處置措施:此類船舶液艙部位發(fā)生火災(zāi)后，液艙空間密閉，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧塾诩装澹装迨軣嶙冃?，在熱傳?dǎo)和熱輻射作用下導(dǎo)致火勢(shì)向鄰近液艙擴(kuò)大蔓延，滅火藥劑無法直接噴射到液艙燃燒層?，F(xiàn)場(chǎng)采取切割甲板開洞和破折液艙壁的方法，先后在甲板上切割了23處洞口，進(jìn)行排煙散熱和打擊火勢(shì)。

案例四：2014年“8·17”上海江南長(zhǎng)興重工有限責(zé)任公司(江南二號(hào)線)C1號(hào)船塢內(nèi)在建的VLGC型液化氣船再次發(fā)生火災(zāi)，該起火災(zāi)與“4·9”船舶火災(zāi)災(zāi)情相似。處置措施：依據(jù)“4·9”船舶火災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)做法，第一時(shí)間加快了孔洞切割力量的部署，在船方技術(shù)人員指導(dǎo)下，科學(xué)合理的選擇了切割孔洞的部位，增加了切割孔洞的數(shù)量和直徑，起到了快速排煙散熱的成效，為全方位灌入高倍數(shù)泡沫提供了捷徑，提高了滅火的效率，使滅火時(shí)間由“4·9”的12 h縮短至5 h。

綜合以上幾例船舶滅火救援案例可以看出，在撲救船舶火災(zāi)過程中，如何快速有效地處置集聚艙室內(nèi)的高溫?zé)煙釟怏w是滅火救援成功的關(guān)鍵。經(jīng)測(cè)試，一般情況下，船艙發(fā)生火災(zāi)后燃燒產(chǎn)生的熱量和煙霧形成的高溫可達(dá)600 ～700 ℃，而正常人在高溫高濕環(huán)境下，所能承受的溫度為68 ～70 ℃，且堅(jiān)持時(shí)間不超過5 min，即使消防員采取安全保護(hù)措施，當(dāng)身體接近這一溫度時(shí)，一般也不能堅(jiān)持太久時(shí)間。因此，采用常規(guī)“自上而下”的滅火戰(zhàn)術(shù)無法達(dá)到行之有效的目的，并且作戰(zhàn)人員的安全也得不到保障，應(yīng)該結(jié)合船舶火災(zāi)的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取“釜底抽薪[注]釜底抽薪：從根本上解決問題，也指暗中進(jìn)行破壞。文中指從底甲板通向火點(diǎn)的位置進(jìn)行切割，從而發(fā)現(xiàn)火源并成功將其撲滅?！钡姆椒ㄔ诘准装逋ㄏ蚧瘘c(diǎn)的位置進(jìn)行切割，破拆出來的洞口和通道給滅火救援行動(dòng)帶來了事半功倍的效果。

三、船舶火災(zāi)破拆戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用

影響船舶滅火救援行動(dòng)的主要因素是高溫濃煙，因此，破拆在處置船舶滅火救援行動(dòng)中就顯得尤為重要。

(一)查明火情，充分發(fā)揮滅火劑最大的效能

現(xiàn)代船舶結(jié)構(gòu)具有“四多、三大、二深、一高”的特點(diǎn)：“四多”即可燃易燃物多、艙室多、功能多、精密儀器多；“三大”即內(nèi)部空間大、體積大、火災(zāi)荷載大；“二深”即吃水深、內(nèi)徑深；“一高”即科技含量高。船舶內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，首戰(zhàn)力量到場(chǎng)后，各種通道(如舷梯、人孔、逃生孔等)都因高溫濃煙使消防員在深入內(nèi)部偵察、滅火、救人時(shí)受阻，現(xiàn)場(chǎng)指揮員應(yīng)通過船方技術(shù)人員了解船舶結(jié)構(gòu)，對(duì)燃燒區(qū)域進(jìn)行破拆，主要有兩個(gè)目的：一是迅速查找火源?？刹扇?duì)船舶的構(gòu)件(如甲板、艙壁、吊物孔、人孔等)進(jìn)行局部破拆，進(jìn)一步查明火勢(shì)燃燒范圍和蔓延方向。二是精準(zhǔn)打擊火勢(shì)。對(duì)阻礙滅火人員行動(dòng)、妨礙噴射滅火劑的船舶構(gòu)件和障礙物進(jìn)行局部破拆，從而達(dá)到接近火點(diǎn)的目的，為精確打擊火勢(shì)創(chuàng)造有利條件。

(二)排煙降溫，改變火勢(shì)蔓延和煙霧流動(dòng)方向

船舶發(fā)生火災(zāi)后，首先想到的是打開天蓬窗實(shí)施排煙散熱，打開天蓬窗是偵察進(jìn)攻環(huán)節(jié)的第一要?jiǎng)?wù)。但由于船舶結(jié)構(gòu)特殊，受艙室密閉空間影響，燃燒產(chǎn)生大量的高溫?zé)煙釟怏w可能無法通過打開的天蓬窗直接排出，因?yàn)閺拇瑑?nèi)燃燒部位到船舶外面很少有直通的向上通道，煙熱只能通過艙室內(nèi)部工藝孔洞橫向流動(dòng)，在熱對(duì)流作用下加快了火災(zāi)橫向蔓延擴(kuò)大趨勢(shì)(初期階段水平方向煙氣擴(kuò)散速度為0.5 m·s-1，猛烈階段水平擴(kuò)散速度為0.5～3 m·s-1)。

1.根據(jù)火勢(shì)燃燒情況，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)(不會(huì)形成爆燃或助燃)和部位(如甲板、天蓬窗)進(jìn)行破拆，此時(shí)煙氣利用煙囪效應(yīng)和煙氣抽拔作用，從切割孔洞排出煙霧和有毒氣體，從根本上減輕機(jī)艙火勢(shì)壓力，防止機(jī)艙高溫?zé)煙釋?duì)整個(gè)上層建筑的威脅，也為滅火救援行動(dòng)提供了有利條件。

2.煙霧在方形甲板艙口處會(huì)形成橫向氣流，這種氣流能夠產(chǎn)生“文杜里[注]文杜里效應(yīng)：當(dāng)管道中流動(dòng)的氣體或液體途中遇到突然收徑的狹窄處時(shí)，流速會(huì)急劇加快，內(nèi)部壓力減小?！皹怯铒L(fēng)”就是文杜里效應(yīng)造成的，當(dāng)陣風(fēng)從開闊地帶穿進(jìn)大樓間的小夾道時(shí)，風(fēng)力會(huì)增強(qiáng)。如果一座大廈底層沒有風(fēng)道，那么它的出口處的風(fēng)速可以比背景風(fēng)速大3倍?！惫苄?yīng)，將甲板下的煙和熱抽向上方。滅火戰(zhàn)斗中，為了延緩火勢(shì)蔓延速度，改變火勢(shì)蔓延方向和煙霧流動(dòng)方向，可選擇適當(dāng)部位(如相反的方向、側(cè)面)進(jìn)行破拆，設(shè)置水槍出水設(shè)防，也可以利用大功率排煙設(shè)備強(qiáng)行改變火勢(shì)蔓延和煙霧流動(dòng)方向。

3.阻截火勢(shì)向鄰近艙蔓延。火勢(shì)燃燒迅猛，滅火人員不進(jìn)行破拆，難以控制火勢(shì)時(shí)，要組織人員在火勢(shì)蔓延的前方及船舶左右舷兩側(cè)的艙壁(避開上下邊壓載艙)進(jìn)行破拆，阻截火勢(shì)蔓延。

(三)開辟捷徑，打通救人和疏散物資通道

船舶按防火設(shè)計(jì)規(guī)范，在結(jié)構(gòu)上(機(jī)、貨艙甲板以下)脫險(xiǎn)通道主要有舷梯、垂直應(yīng)急逃生通道、圍阱三種。除上述三種常見的脫險(xiǎn)通道以外，個(gè)別類型船舶如：集裝箱船的封閉式服務(wù)通道，液化氣船和散貨輪船等位于貨艙底部管弄通道也可以作為應(yīng)急逃生通道使用。

1.舷梯。舷梯主要布置于機(jī)艙內(nèi)部，為滿足救援人員上下舷梯不受阻礙，便于將被困人員從艙底救出，設(shè)計(jì)寬度一般為600～1 000 mm，斜梯的高度一般為4 000 mm，高于4 000 mm的斜梯應(yīng)考慮中間增設(shè)平臺(tái)，且平臺(tái)上方凈高不小于2 000 mm，設(shè)計(jì)傾角為60°。目前總隊(duì)配備的幾種救生擔(dān)架，規(guī)格最小的長(zhǎng)1 800 mm、寬500 mm，在救援過程中受舷梯窄、陡、滑、空隙多及轉(zhuǎn)彎平臺(tái)狹小等因素影響，實(shí)戰(zhàn)過程中擔(dān)架難以攜行，被救人員及救援人員安全也得不到保證，可能造成二次傷害。況且在高溫、高熱、高濕且黑暗濃煙中負(fù)重前行，更易造成人員摔滑、踏空和跌落。

2.垂直應(yīng)急逃生通道及圍阱。此類通道設(shè)計(jì)最小寬度為400 mm，逃生口常規(guī)設(shè)計(jì)大小為600 mm×600 mm，體重為65 kg左右的戰(zhàn)斗員，其體型胸圍約為900 mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，垂直應(yīng)急逃生通道及圍阱只能空身徒手上下攀爬通行，滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)中，戰(zhàn)斗員在背負(fù)空氣呼吸器狀態(tài)下無法通過圍阱進(jìn)行戰(zhàn)斗行動(dòng)。

3.服務(wù)通道。此類通道設(shè)計(jì)位于船舷內(nèi)側(cè)，成環(huán)狀布局，上層為主甲板，主要用于堆放集裝箱，下層為水壓載艙。服務(wù)通道頂部設(shè)有電纜層，旁板上安裝有各類輸液管道，通往各貨艙有獨(dú)立的水密門。此類通道為封閉式，一旦發(fā)生火災(zāi)煙氣會(huì)沿服務(wù)通道向四周擴(kuò)散蔓延，由于服務(wù)通道通往主甲板的出入口較少且距離約900 m(以18000TEU為例，長(zhǎng)為400 m，寬為58 m)，導(dǎo)致高溫?zé)熿F氣體難以排出。

針對(duì)以上脫險(xiǎn)通道滅火救援展開受阻且沒有其他可行性的措施時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)指揮員在征得船方同意并在其工程技術(shù)人員指導(dǎo)下，應(yīng)果斷采取破拆的方式，開辟新的進(jìn)攻通道。

四、目前船舶主要破拆裝備性能分析

火災(zāi)情況下，破拆船舶部(構(gòu))件主要部位有甲板、外板(即圍成船體的外殼)、肋板及艙壁板，其采用厚度一般為16～22 mm的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。目前，船舶專業(yè)隊(duì)配備了無齒鋸、雙輪異向切割機(jī)、等離子切割機(jī)等破拆裝備以及船廠的氧乙炔切割，但經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用及各類測(cè)試，反映出當(dāng)前的破拆裝備配置應(yīng)用水平和實(shí)戰(zhàn)救援的目標(biāo)需求還存在客觀差距。其性能及應(yīng)用分析如表1所示。

五、船舶破拆技術(shù)方法

船舶火災(zāi)破拆技戰(zhàn)術(shù)是為了配合完成火場(chǎng)偵察、排煙、救人、滅火、疏散物資、阻截火勢(shì)蔓延等戰(zhàn)斗任務(wù)，對(duì)船舶部(構(gòu))件進(jìn)行局部破拆的行動(dòng)。根據(jù)近幾年船舶火災(zāi)處置實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一旦船舶發(fā)生火災(zāi)，船廠為防止火勢(shì)通過通風(fēng)管道(孔、道、門、口等途徑)進(jìn)一步蔓延擴(kuò)大，一般采取限制通風(fēng)的措施或封艙窒息滅火的方法，往往錯(cuò)過了船舶初期火災(zāi)撲救的最佳時(shí)機(jī)。即使消防力量到場(chǎng)后，船廠考慮到船舶結(jié)構(gòu)的完整性，一般也不同意對(duì)船舶構(gòu)件實(shí)施破拆，這就需要現(xiàn)場(chǎng)指揮員與船廠溝通協(xié)調(diào)。下面結(jié)合船舶火災(zāi)的處置實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，介紹常用的兩種破拆方法，供大家參考。

(一) 艙壁切割破拆

表1 船舶主要破拆裝備性能表

艙壁是船體內(nèi)橫向和縱向布置垂直隔板的統(tǒng)稱，主要包括沿船長(zhǎng)和寬設(shè)置的縱艙壁和橫艙壁。艙壁切割主要針對(duì)位于艙室底部的著火點(diǎn)和被困人員，救援人員難以通過現(xiàn)有的通道實(shí)施戰(zhàn)斗展開。根據(jù)破拆裝備性能分析及應(yīng)用效果看，對(duì)此類部位切割破拆時(shí)建議使用氧乙炔切割炬實(shí)施切割(中隊(duì)攻堅(jiān)組隊(duì)員要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并取得該類操作上崗證書)，切割時(shí)應(yīng)避開附在艙橫板上的電路、油路、管線等重要部位。切割前，一方面要利用測(cè)溫儀和熱成像儀不間斷進(jìn)行溫度測(cè)量，比較著火艙與鄰艙橫板壁上的溫度變化；另一方面要密切關(guān)注橫板壁上的顏色變化，若著火點(diǎn)鄰近的壁板油漆保護(hù)層出現(xiàn)氣泡和隆起現(xiàn)象，顏色發(fā)黃或變黑冒煙，說明此處距離著火區(qū)域較近。切割時(shí)，一方面要盡量避開著火燃燒區(qū)域，在溫度較低部位進(jìn)行切割，以免破拆后的高溫?zé)崂朔磽浠蜣Z燃造成人員傷害；另一方面不得沿壁板底部切割(至少距離60 cm以上的阻隔壁板)，避免滅火射水產(chǎn)生的水油層流淌至鄰艙，可能造成流淌火。

艙壁切割破拆隊(duì)形：攻堅(jiān)組隊(duì)員在艙壁切割破拆時(shí)可采用“2-4-1”隊(duì)形，即2名隊(duì)員在前實(shí)施破拆，4名隊(duì)員出2支水槍梯次掩護(hù)，1名隊(duì)員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全警戒。

(二) 甲板和外板切割破拆

外板是構(gòu)成船體底部、舭部及舷側(cè)的外殼，甲板是密封船體的上部。甲板面切割破拆主要用于排出艙室內(nèi)的高溫?zé)煔?，灌注滅火藥劑及狹小空間區(qū)域垂直吊升救人。

甲板切割應(yīng)避開龍骨和肋板，在切割范圍內(nèi)通過撬棒敲擊甲板，觀察連接縫，確定切割點(diǎn)。利用風(fēng)速儀測(cè)出風(fēng)向和風(fēng)力，在上風(fēng)方向確定切割方位，同樣采用氧乙炔切割炬實(shí)施破拆。在切割過程中應(yīng)事先對(duì)切割的甲板穿孔保護(hù)固定，防止切割后鋼板掉落艙室內(nèi)砸傷人員或砸毀設(shè)備，必須對(duì)切割后的孔洞進(jìn)行警戒保護(hù)，防止人員墜落。

外板切割主要是船舶舷側(cè)面的破拆，常用于通風(fēng)排煙、阻截設(shè)防和強(qiáng)攻滅火，該部位切割技術(shù)性要求比較高，必須精準(zhǔn)確定部位，防止切割到水密壓載艙、油艙等部位，切割部位必須充分衡量(評(píng)估)切割產(chǎn)生橫向通風(fēng)對(duì)火災(zāi)撲救的利弊。排煙口選擇在下風(fēng)或側(cè)下風(fēng)方向，排煙口要大于進(jìn)攻口，一般是1個(gè)進(jìn)攻口1個(gè)排煙口，1個(gè)進(jìn)攻口2個(gè)排煙口或2個(gè)進(jìn)攻口3個(gè)排煙口。

甲板和外板切割破拆隊(duì)形：攻堅(jiān)組隊(duì)員在甲板和外板切割破拆時(shí)可采用“2-1-1”隊(duì)形，即2名隊(duì)員在前實(shí)施破拆，1名隊(duì)員出1支水槍掩護(hù)冷卻,1名隊(duì)員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全警戒。以上破拆操作應(yīng)做到“五個(gè)必須”。即：必須經(jīng)過船方負(fù)責(zé)人的同意和認(rèn)可；必須根據(jù)船舶構(gòu)造圖確定切割區(qū)域；必須在船舶專業(yè)工程技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行；必須在水槍掩護(hù)下進(jìn)行；必須設(shè)立切割區(qū)域安全監(jiān)護(hù)員。