單繩技術(shù)在洞穴救援中的應(yīng)用

馬江濤 李瑩瀅

0 引言

近年來，洞穴探險(xiǎn)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)一項(xiàng)新興的極限運(yùn)動(dòng)，然而洞穴遇險(xiǎn)被困也時(shí)有發(fā)生，隨著“全災(zāi)種，大應(yīng)急”的職能任務(wù)轉(zhuǎn)變，洞穴救援任務(wù)對(duì)消防救援隊(duì)伍提出了更高的要求。本文重點(diǎn)介紹現(xiàn)有的SRT技術(shù)，并恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于洞穴救援當(dāng)中，為確保救援安全、提高救援效率提供參考方案。

1 SRT技術(shù)簡(jiǎn)介

SRT不是簡(jiǎn)單的上升、下降繩索技術(shù)，SRT是使用專業(yè)的繩索裝備，布置繩索線路，結(jié)合自身能力，在巖石上、洞穴內(nèi)，進(jìn)行三維移動(dòng)的繩索技術(shù)。同時(shí)設(shè)置多樣的中間錨點(diǎn)，可以讓消防救援人員到達(dá)任何想要到達(dá)的救援位置。大量的中間錨點(diǎn)消除了各種磨繩、沖墜、錨點(diǎn)崩潰等可能導(dǎo)致的傷害，讓消防救援人員的救援變的更加安全、高效。

1.1 SRT分類

目前，SRT主要分為兩類：“阿式”風(fēng)格（Alps Rope Technique），在歐洲使用的阿爾卑斯繩索技術(shù)風(fēng)格；IRT風(fēng)格（Indestructible Rope Technique），在美國(guó)使用的堅(jiān)不可摧的繩索技術(shù)風(fēng)格。

1.2 SRT體系階段

SRT體系階段包括：個(gè)人繩索技術(shù)、錨點(diǎn)與布線技術(shù)和救援技術(shù)三個(gè)階段。

（1）消防救援人員過硬的個(gè)人繩索技術(shù)是基本要求，在做好安全防護(hù)的前提下，在繩索線路上高效移動(dòng)。

（2）在復(fù)雜的自然環(huán)境中利用天然物體或者電鉆、混凝土螺絲、掛片等工具設(shè)置錨點(diǎn)進(jìn)行布線。

（3）救援技術(shù)可以分為單人救援技術(shù)和團(tuán)隊(duì)救援技術(shù)，特點(diǎn)是用最少的器材在最復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行救援。

1.3 SRT在洞穴救援中的應(yīng)用

SRT起源于洞穴探險(xiǎn)中的垂直爬升技術(shù)，之后延伸到橫移、運(yùn)輸、救援等方面并逐步完善。洞穴救援措施包括查明現(xiàn)場(chǎng)情況、制定救援行動(dòng)方案、準(zhǔn)備救援器材、明確人員分工、做好安全防護(hù)、加強(qiáng)救援聯(lián)動(dòng)、戰(zhàn)勤保障工作等[1]，繩索技術(shù)只是救援中一部分。SRT技術(shù)不僅適用于洞穴救援，也適用于山岳救援、低海拔高低空突發(fā)事件，甚至高海拔救援也可使用。

2 SRT救援

本文主要以“阿式”風(fēng)格SRT的救援技術(shù)運(yùn)用為例，介紹錨點(diǎn)及錨點(diǎn)均力系統(tǒng)、先鋒員布線、中間保護(hù)站、配重提拉、斜向提拉、救援擔(dān)架系統(tǒng)、人體偏移滑輪技術(shù)。

2.1 錨點(diǎn)及錨點(diǎn)均力系統(tǒng)

2.1.1 天然錨點(diǎn)的選取

在洞穴入口處，樹木可以是良好的天然錨點(diǎn)，洞穴中石柱、孔洞、石筍、石鐘乳、穩(wěn)定的巨石都可以作為天然錨點(diǎn)。如果有合適的天然錨點(diǎn)優(yōu)先使用天然錨點(diǎn)，出于環(huán)保角度應(yīng)盡量減少洞穴自然環(huán)境的破壞。

2.1.2 人工錨點(diǎn)的選取

人工錨點(diǎn)中主要有巖塞、巖釘、混凝土膨脹螺絲與掛片組合、混凝土自攻螺絲與掛片組合，如圖1。在救援中，如果沒有合適的自然錨點(diǎn)，建議選用混凝土自攻螺絲與掛片組合制作人工錨點(diǎn)，救援完成后可以全部回收，減少對(duì)自然環(huán)境的影響。

圖1 各類人工錨點(diǎn)

2.1.3 三角均力系統(tǒng)保護(hù)站設(shè)置方法

設(shè)置人工錨點(diǎn)時(shí)，單個(gè)混凝土螺絲錨點(diǎn)需達(dá)到抗剪強(qiáng)度≥25kN，抗拉拔強(qiáng)度≥15kN[2]。在救援中，用于救援提拉的錨點(diǎn)（保護(hù)站）要定位準(zhǔn)確并且非常牢固，至少滿足兩個(gè)救援人員和一名被困人員同時(shí)懸掛，拉拔強(qiáng)度大于18kN[3]，所以通常會(huì)設(shè)置一個(gè)三角均力系統(tǒng)保護(hù)站簡(jiǎn)稱“三角站”。一個(gè)繩圈同時(shí)穿過三個(gè)錨點(diǎn)的梅龍鎖，將兩段間隔之間的繩索翻轉(zhuǎn)半圈后用安全鉤同時(shí)掛入三個(gè)繩圈，如果其中一個(gè)錨點(diǎn)損壞，繩圈會(huì)被安全鉤卡主，減少繩索系統(tǒng)沖墜距離及整個(gè)錨點(diǎn)系統(tǒng)崩潰幾率。三個(gè)錨點(diǎn)同時(shí)受力，在受力方向發(fā)生改變時(shí)，三個(gè)繩圈可以自動(dòng)調(diào)整，分擔(dān)受力，如圖2。

圖2 三角站

2.1.4 錨點(diǎn)及錨點(diǎn)均力系統(tǒng)注意事項(xiàng)

（1）使用石筍作為天然錨點(diǎn)時(shí)，需要注意繩索盡可能的綁在低的位置，降低杠桿作用，避免折斷石筍，如圖3。

圖3 石筍錨點(diǎn)

（2）如果三角站需要雙向受力時(shí)，將兩個(gè)安全鉤同時(shí)鉤入繩圈并且互相交叉，如圖4。

圖4 三角站雙向受力安全鉤連接方法

2.2 先鋒員布線

在洞穴救援中，對(duì)技術(shù)要求最嚴(yán)的是設(shè)置救援通道，簡(jiǎn)稱布線。不論布線難度高低，都應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求：安全、通過性、環(huán)保。

2.2.1 先鋒員布線方法

在救援線路布置前，其他救援人員先利用繩索保護(hù)先鋒員對(duì)救援環(huán)境進(jìn)行偵察，搜索被困人員，預(yù)估所需器材裝備。在選擇救援器材時(shí)盡量輕量化同時(shí)滿足初期布線所需。如果所帶裝備過重，需要一名助手配合布線。

在設(shè)置下降繩索系統(tǒng)時(shí)，上方應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)錨點(diǎn)。錨點(diǎn)的具體位置由現(xiàn)場(chǎng)救援環(huán)境和先鋒員決定。通常設(shè)置兩個(gè)錨點(diǎn)，使用雙套8字結(jié)，做一個(gè)Y型分擔(dān)負(fù)載保護(hù)站，如圖5。

圖5 先鋒員布線

2.2.2 Y型保護(hù)站受力分析

設(shè)置好的Y型保護(hù)站兩個(gè)錨點(diǎn)始終承重，使每個(gè)錨點(diǎn)承受負(fù)載小于整體負(fù)載，萬一其中一個(gè)錨點(diǎn)失效，Y型的另一繩圈將直接受力，減少?zèng)_墜，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)。Y型分擔(dān)負(fù)載保護(hù)站錨點(diǎn)受力分析情況，如圖6，兩繩環(huán)夾角越小分擔(dān)受力效果越好。

圖6 Y型分擔(dān)負(fù)載保護(hù)站錨點(diǎn)受力分析

2.2.3 先鋒員布線注意事項(xiàng)

（1）在布線時(shí)，救援線路上的所有碎石都需要清理，如果沒有清理，其他救援隊(duì)員下降時(shí)造成的碎石墜落，將有可能砸到先鋒員或者繩索。

（2）先鋒員所攜帶布線器材需設(shè)置備份，如鉆頭、扳手等。

（3）兩個(gè)錨點(diǎn)螺栓之間間隔不能過近，防止錨點(diǎn)螺栓對(duì)巖石的膨脹產(chǎn)生相互作用造成爆點(diǎn)、炸巖。錨栓受力區(qū)域的半徑大于錨定深度，r＞h，如圖7。

圖7 混凝土自攻螺絲受力半徑示意圖

（4）在選擇掛片時(shí)要注意，掛片負(fù)載方向和巖壁夾角如果角度過大宜選用戒指型掛片，如圖8。

圖8 戒指型掛片設(shè)置三角站

2.3 中間保護(hù)站

2.3.1 中間保護(hù)站設(shè)置位置

因?yàn)樵诰仍欣K索會(huì)受到巖壁磨損、水漬侵蝕等影響，所以會(huì)設(shè)置中間保護(hù)站（中間錨點(diǎn)）。中間保護(hù)站通常設(shè)置在磨繩點(diǎn)或者懸掛于遠(yuǎn)離磨繩點(diǎn)的位置，如圖9。

圖9 中間保護(hù)站設(shè)置位置

2.3.2 中間保護(hù)站預(yù)留繩索

（1）先鋒員下降到中間保護(hù)站位置時(shí)，先設(shè)置錨點(diǎn)掛片，將短牛尾掛入中間保護(hù)站，下降至短牛尾受力，不解開下降器，在下降器下方繩索上打一個(gè)繩環(huán)結(jié)并掛入保護(hù)站，再做一次繩到繩轉(zhuǎn)移，解除短牛尾后繼續(xù)下降。

（2）先鋒員下降到中間保護(hù)站位置時(shí)，先設(shè)置錨點(diǎn)掛片，將短牛尾掛入中間保護(hù)站，下降至短牛尾受力，不解開下降器，從下降器上方抽出適當(dāng)長(zhǎng)度繩索，打結(jié)后掛入中間保護(hù)站，解除短牛尾后繼續(xù)下降。

2.3.3 中間保護(hù)站設(shè)置注意事項(xiàng)

（1）中間保護(hù)站錨點(diǎn)掛片必須可以同時(shí)容納錨點(diǎn)安全鉤或梅龍鎖和短牛尾安全鉤。

（2）短牛尾禁止掛入打開的梅龍鎖內(nèi)。

（3）使用第一種方法預(yù)留繩索時(shí)，在下方繩索未掛入中間保護(hù)站時(shí)，雖然短牛尾受力，但不要解開下降器，保留下降器與繩索的連接作為備份。

（4）通常一個(gè)錨點(diǎn)足以作為中間保護(hù)站，但是錨點(diǎn)附近有鋒利巖石或巖石質(zhì)量不佳時(shí)應(yīng)考慮使用雙錨點(diǎn)。

（5）繩索在中間保護(hù)站固定時(shí)需要注意，松弛下來的繩索最好不超過1m，能順利解下下降器即可。如果中間保護(hù)站失效，造成的沖墜系數(shù)較小；如果太長(zhǎng)將會(huì)使用過多繩索，也很難當(dāng)做腳踏環(huán)幫助救援人員通過中間保護(hù)站。

2.4 配重提拉

在救援過程中需要對(duì)被困人員或救援擔(dān)架進(jìn)行配重提拉，提拉時(shí)需要三名救援隊(duì)員進(jìn)行操作，分別是操作員、配重員、輔助員，如圖10。

圖10 配重提拉

2.4.1 配重提拉操作方法

操作員和配重員上升至三角站，將短牛尾掛入三角站。通過三角站其它安全鉤設(shè)置滑輪系統(tǒng)，救援繩索通過滑輪掛接被困人員吊帶或者救援擔(dān)架。掛接完畢后，滑輪另一端繩索通過配重員胸升、手升連接。操作員與配重員同時(shí)操作，使被困人員或者救援擔(dān)架離地，同時(shí)輔助員照顧被困人員，將被困人員護(hù)送到三角站正下方。

操作員握緊滑輪兩端繩索，如圖11。達(dá)到被困人員與配重員受力平衡，配重員使用胸升再上升一段以解除配重員短牛尾與三角站連接。操作員控制滑輪兩端繩索，使被困人員上升，配重員下降，配重員下降2m左右時(shí)，操作員同時(shí)握住滑輪兩端繩索制動(dòng)，配重員再用手升、胸升向上爬升1m左右，防止配重員落地時(shí)，被困人員短牛尾或者擔(dān)架還沒有掛入三角站。在被困人員上升過程中配重員還可以進(jìn)行輔助。被困人員上升到三角站時(shí)，將短牛尾掛入三角站，配重員轉(zhuǎn)換成下降模式。輔助員用長(zhǎng)牛尾掛接配重員吊帶，將配重員牽引出三角站正下方，配重員著地。被困人員完成這一階段轉(zhuǎn)移，可以繼續(xù)進(jìn)行下一階段轉(zhuǎn)移。

圖11 繩索制動(dòng)抓握方式

2.4.2 配重提拉優(yōu)點(diǎn)

（1）被困人員上升過程速度平穩(wěn)。

（2）容易計(jì)算三角站負(fù)載。

（3）需要救援人員數(shù)量少，減輕救援人員工作量。

2.4.3 配重提拉注意事項(xiàng)

（1）如果配重員與被困人員或救援擔(dān)架力量不平衡，操作員可以使用腳升幫助被困人員提升，同時(shí)也提供了止回功能；需要減緩配重員下降速度時(shí)，可以將滑輪兩邊繩索握緊，減緩下降速度。

（2）如果配重員一端還有其余救援人員，也可以牽拉配重員一端繩索，減少控制員工作量，提高救援效率。

（3）防止配重員落地，被困人員還未掛入保護(hù)站情況出現(xiàn)。配重員向上攀爬時(shí)，操作員要抓握滑輪兩側(cè)繩索進(jìn)行制動(dòng)，防止被困人員產(chǎn)生上下晃動(dòng)。

（4）配重提拉技術(shù)需要操作員過硬的繩索技術(shù)和整體把控能力。

（5）配重提拉使用的滑輪建議使用大直徑滑輪或者效率更高的滾珠滑輪。

（6）當(dāng)被困人員到達(dá)滑輪位置時(shí)，向下一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移時(shí)，配重員轉(zhuǎn)換成下降系統(tǒng)，旁邊的輔助隊(duì)員要用牛尾與配重員進(jìn)行連接，防止被困人員下一段轉(zhuǎn)移時(shí)將配重員拖拽離地面發(fā)生危險(xiǎn)，如圖12。

圖12 輔助員連接配重員

（7）配重提拉的兩條繩索在使用前后都應(yīng)將繩索進(jìn)行鎖定，一個(gè)是增加繩索安全性，一個(gè)是增加上升或下降通道，如圖13。

圖13 三角站繩索鎖定

2.5 斜向釋放提拉

當(dāng)需要對(duì)被困人員進(jìn)行斜向轉(zhuǎn)移時(shí)，往往需要幾名救援隊(duì)員制作繩橋，有時(shí)洞穴內(nèi)也不具備制作繩橋的條件，我們就可以采用配重提拉與牽引釋放相結(jié)合，轉(zhuǎn)移被困人員。上端三角站操作同配重提拉一樣，被困人員一端需制作另一個(gè)三角站，由輔助員操作，進(jìn)行牽引釋放，確保被困人員能夠平穩(wěn)安全的轉(zhuǎn)移，如圖14。

圖14 斜向釋放提拉

2.5.1 斜向釋放提拉操作方法

（1）提拉端操作，操作員和配重員上升到三角站，短牛尾掛入三角站。通過三角站設(shè)置滑輪系統(tǒng)，救援繩索通過滑輪連接被困人員吊帶或者掛接擔(dān)架。被困人員掛接完畢后，滑輪另一端繩索通過配重員胸升、手升連接。操作員和配重員收緊救援繩索。

（2）釋放端操作，設(shè)置三角站，釋放繩索通過三角站安全鉤時(shí)制作意大利半扣，掛接被困人員。輔助員雙手抓握意大利半扣兩端繩索制動(dòng)，如圖15。

圖15 抓握繩索

操作員與配重員同時(shí)操作，使被困人員離地，同時(shí)輔助員可短距離照顧被困人員，將被困人員護(hù)送到半空。操作員與配重員繼續(xù)協(xié)同配合提拉被困人員，輔助員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況平穩(wěn)釋放繩索。配重員隨著被困人員上升，同時(shí)向上攀爬，保證被困人員順利掛接提拉端三角站。掛接以后，完成被困人員斜向轉(zhuǎn)移。

2.5.2 斜向釋放提拉優(yōu)點(diǎn)

（1）被困人員上升過程速度平穩(wěn)。

（2）比繩橋系統(tǒng)更方便快捷。

（3）使用少量救援人員即可完成被困人員轉(zhuǎn)移。

2.5.3 斜向釋放提拉注意事項(xiàng)

（1）提拉繩索與釋放繩索在被困人員掛接處所成夾角，角度越大兩端保護(hù)站受力越大，救援人員提拉越費(fèi)力，效率越低。在保障被困人員安全的前提下，盡量減小提拉繩索與釋放繩索夾角，如圖16，提拉繩索與釋放繩索夾角越小兩端三角站受力越小，救援人員體能消耗越小。

圖16 斜向牽拉釋放受力分析

（2）釋放端也可采用其它下降器釋放繩索，如圖17。但是需要注意，在救援過程中操作盡量平穩(wěn)，減少被困人員上下晃動(dòng)，防止二次傷害。當(dāng)出現(xiàn)下降器損壞情況時(shí)，也可使用意大利半扣釋放繩索。

圖17 使用下降器的斜向釋放提拉

（3）如果釋放端繩索出現(xiàn)繩結(jié)，打制動(dòng)節(jié)，鎖定意大利半扣。捋順繩索后繼續(xù)釋放，如圖18。

圖18 意大利半扣鎖定

2.6 救援擔(dān)架系統(tǒng)

在洞穴救援轉(zhuǎn)移不能正常行走的被困人員時(shí)，會(huì)選用底板全封閉式擔(dān)架制作救援擔(dān)架系統(tǒng)。救援過程中，救援人員會(huì)對(duì)擔(dān)架進(jìn)行拖拉、牽引、抬行等操作，如圖19。

圖19 救援擔(dān)架系統(tǒng)拖拉、牽引、抬行

2.6.1 救援擔(dān)架系統(tǒng)制作方法

（1）制作擔(dān)架頭部掛點(diǎn)，扣入三把梨形自動(dòng)鎖，負(fù)重時(shí)還可以打開，能夠快速掛接拖拉繩索，轉(zhuǎn)移過程中通過三角站時(shí)可以交替掛接，如圖20。

圖20 擔(dān)架頭部掛點(diǎn)

（2）制作擔(dān)架中間綜合掛點(diǎn)，分別連接擔(dān)架頭部與尾部，提升后頭部略高于腳部。如采用軟式擔(dān)架或拼接式擔(dān)架，綜合掛點(diǎn)處頭尾編帶或短繩夾角不應(yīng)超過120°[3]，防止擔(dān)架向中間折疊。

（3）擔(dān)架尾部制作繩索橫檔或使用腳部固定帶，可以采用扁帶或4m短繩制作。被困人員進(jìn)行固定時(shí)，腳部踩住繩索橫檔。防止擔(dān)架豎直轉(zhuǎn)移時(shí)，被困人員下滑造成上部固定帶勒住被困人員頸部。如果被困人員腿部受傷可以給被困人員穿著救援吊帶，牽拉吊帶固定于擔(dān)架上部，如圖21。

圖21 擔(dān)架人員固定

2.6.2 救援擔(dān)架系統(tǒng)注意事項(xiàng)

（1）救援擔(dān)架需配備人員保護(hù)套，具有防水保溫功能，有利于被困人員體溫保持。

（2）要給被困人員佩戴個(gè)人防護(hù)裝備：救援頭盔、搶險(xiǎn)救援手套、護(hù)目鏡或者面罩。

（3）進(jìn)行橫移時(shí)，牽引繩索制作雙套8字結(jié)，一端連接頭部掛點(diǎn)，一端連接綜合掛點(diǎn)，釋放繩索相同操作，牽拉釋放時(shí)確保擔(dān)架移動(dòng)平穩(wěn)，減少擺蕩。

2.7 人體偏移滑輪

在救援通道上，被困人員需要快速避開突出的巖石或者在下降釋放中改變擔(dān)架牽引繩索方向時(shí)，經(jīng)常使用人體偏移滑輪技術(shù)，如圖22。

圖22 人體偏移滑輪

2.7.1 人體偏移滑輪操作方法

救援人員充當(dāng)人體偏移點(diǎn)時(shí)，做好個(gè)人保護(hù)后，用短牛尾安全鉤掛入偏移滑輪安全鉤，根據(jù)偏移角度控制牽引力度，使擔(dān)架或者被困人員避開突出的巖石或者水流。

2.7.2 人體偏移滑輪注意事項(xiàng)

（1）在使用人體偏移滑輪時(shí)偏移角度通常小于15°[3]。當(dāng)救援人員作為人體偏移點(diǎn)時(shí)，需要做好個(gè)人保護(hù)。

（2）在使用人體偏移滑輪時(shí)，救援人員只是協(xié)助提拉，改變提拉角度，救援擔(dān)架或被困人員的提拉需要主繩系統(tǒng)提供牽引力，如圖23。

圖23 主繩牽拉救援擔(dān)架

3 結(jié)語(yǔ)

SRT救援技術(shù)主要應(yīng)用于洞穴救援領(lǐng)域，在救援中消防救援人員須熟練掌握SRT救援技術(shù)和裝備，確保救援安全和效率，還需在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境中開展訓(xùn)練鍛煉救援隊(duì)伍。洞穴救援中沒有絕對(duì)的繩索救援技術(shù)，作為消防救援人員要因地制宜，將恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)應(yīng)用在救援中。救援專業(yè)化的路還很長(zhǎng)，需要我們付出更多的時(shí)間與汗水進(jìn)行專業(yè)化的訓(xùn)練，才能安全、高效地完成救援任務(wù)。