對地震后建筑倒塌的搶險救援及設(shè)備需求分析

許超亞

（內(nèi)蒙古自治區(qū)森林消防總隊大興安嶺支隊牙克石市大隊，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 022150）

地震災(zāi)害具有突發(fā)性和瞬時性兩種突出特點(diǎn)，往往在極短時間內(nèi)釋放出巨大能量，引發(fā)建筑倒塌、泥石流、山體滑坡、海嘯等及時性次生災(zāi)害，還可能引發(fā)多種延時性次生災(zāi)害，如瘟疫等，嚴(yán)重威脅國民的生命健康安全，其中建筑倒塌是造成人員傷亡的主要原因。我國人口數(shù)量基數(shù)大，城市人口分布密集程度高，地震災(zāi)害釋放的能量可能會使建筑物發(fā)生裂縫、傾斜、坍塌等現(xiàn)象，若建筑物主體結(jié)構(gòu)損傷較小，則內(nèi)部住戶出現(xiàn)傷亡的概率較小，若建筑損毀嚴(yán)重，極容易造成大量人員埋壓，因此，加強(qiáng)對不同類型建筑物倒塌特點(diǎn)研究，使救援人員能具備人員埋壓位置的判識能力，第一時間采取行之有效的地震后建筑倒塌搶險救援方案，對縮短救援時間、提高被困人員存活率具有極其重要的意義。

1 地震后建筑倒塌類型分析

遭受地震能量沖擊后的建筑物可能發(fā)生“倒”或“塌”兩種情況，當(dāng)前廣泛的地震災(zāi)后建筑倒塌搶險救援分析主要指建筑物在垂直方向上的坍塌，研究方向存在較強(qiáng)的片面性。為促進(jìn)國內(nèi)前線救援人員隊伍的專業(yè)能力，應(yīng)根據(jù)建筑物受損后的不同表現(xiàn)，采用針對性救援，根據(jù)建筑物倒塌后形成的生存空間特點(diǎn)，可將倒塌的建筑物細(xì)分成傾斜型、塌落型和復(fù)合型集中類型，每種類型受損建筑物的詳細(xì)特點(diǎn)如下。

（1）傾斜型。建筑物承重構(gòu)件在地震能量的沖擊下發(fā)生斷裂或受損，使建筑出現(xiàn)傾斜趨勢，傾斜面與地面之間出現(xiàn)一定夾角，甚至以較為完整的形態(tài)90°傾斜在地面上，但整體長度或?qū)挾雀淖冚^小。該類型受損建筑物可能對周邊建筑物造成二次傷害。

（2）塌落型。建筑物地基、單層墻柱或局部支撐構(gòu)件受損，使建筑物在垂直方向上出現(xiàn)整體下墜、坍塌情況，水平方向上的位移量較小，可進(jìn)一步細(xì)分為局部塌落和整體塌落兩種類型。其中發(fā)生局部塌落的建筑物會在內(nèi)部形成不同類型的中空空間，增加被埋壓人員的生還概率，可將形成的生存空間劃分為懸臂型、斜靠型、V字型和夾層型幾種類型。建筑物在整體塌落后內(nèi)部生存空間的形式多為A字型、V字型和餅型。

（3）復(fù)合型?，F(xiàn)代建筑工程在結(jié)構(gòu)形式、建設(shè)高度、施工工藝上各不相同，發(fā)生地震災(zāi)害后，很可能會同時發(fā)生傾斜和塌落兩種受損表現(xiàn)，也可能在發(fā)生其中一種傷害后產(chǎn)生連帶反應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)另一種新的破壞。因此，這類建筑物塌陷之后的救援工作也會相對復(fù)雜，需要調(diào)查、研究，然后出具科學(xué)化的救援方案。

2 地震后不同建筑倒塌形式下的搶險救援技術(shù)分析

地震對于不同建筑物的摧毀程度不同，因而涉及到的救援范圍、救援能力也不同，本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，就不同建筑物倒塌之后的搶險救援技術(shù)進(jìn)行剖析，希望可以對于搶險工作有一定的借鑒。

2.1 準(zhǔn)確判斷倒塌建筑物的生存空間

地震后人員在倒塌建筑物中的埋壓位置會受到地震發(fā)生時間、地震強(qiáng)度等級、建筑物內(nèi)部空間分布特點(diǎn)、人員生活習(xí)慣等多種因素的影響，表現(xiàn)十分多樣和復(fù)雜，但在生存本能的趨勢下，大多數(shù)被埋壓人員都會傾向于前往倒塌建筑物的生存空間中，最大程度減小自身受到的傷害。因此，在地震后建筑倒塌的搶險救援工作中，根據(jù)不同類型的建筑物倒塌表現(xiàn)和生存空間分布特點(diǎn)，分析埋壓人員可能身處的位置，對提高救援效率、減少人員傷亡具有重要意義。不同類型的建筑物，其建筑結(jié)構(gòu)不同、使用年限不同、塌陷角度、塌陷之后的空間、建筑物承受力等都會關(guān)系到地震之后人員的傷亡程度、救援角度等，因此搶險救援路線應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的建筑類型，進(jìn)行針對性的研究和方案出具，從而科學(xué)進(jìn)行搶救，這樣會大大節(jié)約救援時間，同時還可以有效的提升救援率，降低地震帶來的人員傷亡。

2.2 選擇合理的搶險救援路線

搶險救援路線選擇的科學(xué)性和合理性會對救援時間、效率、成本、操作難度和安全性等多項因素產(chǎn)生直接影響，具有十分重要的作用。因此，應(yīng)根據(jù)地震后建筑倒塌不同類別選擇合理的搶險救援路線。

（1）傾斜型建筑物救援路線選擇。該類型受損建筑物具有較好的完整度和承重能力，傾斜角度通常較小，搶險救援人員可根據(jù)自身實(shí)際條件選擇外部救援或內(nèi)部救援兩種不同路線。其中外部救援是從受損建筑或相鄰建筑頂端，直接將救援繩索下放至被困人員所在區(qū)域，對被困人員展開救援；內(nèi)部救援則是從建筑底部門洞、樓頂天窗、外部走廊等位置疏通通道，進(jìn)入建筑物內(nèi)部展開人員救援。

（2）塌落型建筑物的救援路線選擇。通常塌落型建筑比傾斜型建筑的損毀程度更加嚴(yán)重，塌落型建筑內(nèi)部形成的生存空間也更加不規(guī)則，因此，應(yīng)將塌落型建筑物的救援作為搶險救援的重點(diǎn)。由于塌落型建筑主要是在垂直方向上發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，因此其建筑上層結(jié)構(gòu)和頂端結(jié)構(gòu)的埋壓程度較小，也會有部分外露，救援人員可根據(jù)埋壓實(shí)際情況選擇合適的救援方式。對建筑中層結(jié)構(gòu)來說，其埋壓程度位于上層結(jié)構(gòu)下，救援難度有所提升。新世紀(jì)以來，我國發(fā)生過幾次高等級、大危害的地震災(zāi)害，在該類地震災(zāi)害現(xiàn)場救援中，多采用縱井橫挖、縱向挖掘、橫孔縱挖、橫向挖掘等方式，其中縱向挖掘適用于塌落嚴(yán)重或完全塌落的建筑搶險救援現(xiàn)場，該種情況下，人員埋壓深度大，建筑內(nèi)生存空間范圍有限，雖然縱向挖掘耗時多，但不容易造成二次坍塌，能最大程度保障內(nèi)部被困人員的安全。而橫向挖掘方式多適用于倒塌環(huán)境中支撐物數(shù)量較多、空隙范圍較大的搶險救援環(huán)境，此種挖掘方式掘進(jìn)速度快，但在挖掘過程中容易對現(xiàn)有支撐物造成破壞，若單個支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂，可能會引發(fā)連帶坍塌情況，因此，必須在挖掘的過程中對承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)地加固。橫孔縱挖和縱井橫挖兩種方式多適用于人員埋壓位置定位困難、垂直深度較大、建筑損毀嚴(yán)重的震后現(xiàn)場救援中。

（3）復(fù)合型建筑物的救援路線選擇。由于此種震后建筑物倒塌現(xiàn)場同時兼具傾斜型和塌落型建筑損毀特點(diǎn)，損壞程度較為嚴(yán)重。因此，在進(jìn)行搶險救援時也不能單獨(dú)采用獨(dú)立的橫向掘進(jìn)或縱向掘進(jìn)方式，需要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，制定科學(xué)的搶險救援方式。

3 搶險救援技術(shù)的特點(diǎn)及設(shè)備需求分析

在地震后建筑倒塌現(xiàn)場應(yīng)用的搶險救援技術(shù)主要包含切割、破拆、支撐、頂升、牽引等多種方式，搶險救援技術(shù)應(yīng)用的核心是通過建立安全的救援通道，最大程度預(yù)防二次倒塌情況的出現(xiàn)，最大程度提高救援成功率。同時，設(shè)備選擇和使用也至關(guān)重要，下面從設(shè)備選用角度剖析救援技術(shù)。

3.1 傾斜型建筑物搶險救援技術(shù)及設(shè)備需求

該類建筑物雖完整度較高，但在主體結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜的情況下，仍具有較大倒塌風(fēng)險，若貿(mào)然展開救援，可能會加重建筑傾斜趨勢，甚至發(fā)展成復(fù)合型倒塌形式。因此，在該類倒塌建筑物中展開搶險救援工作時，應(yīng)由專業(yè)人員對建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)險等級進(jìn)行評估，對可能發(fā)生斷裂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的支撐和防護(hù)，才能繼續(xù)展開救援。這一過程中，需要綜合性的考慮建筑物的傾斜程度、受力情況、整體高度等因素，分析建筑物的應(yīng)力集中點(diǎn)，應(yīng)用枕木、立柱等強(qiáng)度合格的支撐物對建筑進(jìn)行支撐，也可現(xiàn)場取材，靈活使用倒塌的樹木、門板、衣帽架等進(jìn)行支撐，支撐方式可應(yīng)用T型支撐、水平支撐、墻角支撐等不同方式，為深入建筑內(nèi)部展開救援創(chuàng)造安全條件。

進(jìn)入建筑內(nèi)部后，根據(jù)被困人員被困狀況，幫助其移除或清理埋壓物，再通過臨時擔(dān)架、垂直升降或轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)等對其進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在地震災(zāi)害時，就必須考慮推土機(jī)、挖掘機(jī)等數(shù)量配比，用以排除危險建筑；同時還需考慮人員營救時必備的頂撐、破拆等工程裝備，以確保多種作業(yè)施救情況下的救援效果。

3.2 塌落型建筑物搶險救援技術(shù)及設(shè)備需求

在該類型倒塌建筑物搶險救援現(xiàn)場采用的救援技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，通常會將打孔擴(kuò)孔、頂升支撐、破拆切割、移除搬運(yùn)等技術(shù)互相結(jié)合和配合，以人工方式打通救援通道，對被埋壓人員進(jìn)行救援，還會使用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，如起重機(jī)等。

（1）斜靠型局部坍塌建筑多是以單面墻體對傾斜墻體進(jìn)行支撐，使二者之間留存一定夾角，進(jìn)而形成生存空間，在進(jìn)行搶險救援時，應(yīng)保障單面墻體的穩(wěn)定性，避免使生存空間發(fā)生二次倒塌，可在斜靠墻體的兩側(cè)以水平方式進(jìn)行打孔挖掘，或?qū)ζ涞顾^程中自然形成的孔洞進(jìn)行擴(kuò)張和支撐，以此打通救援通道。注意在接近被困人員位置后，應(yīng)換用小型手動工具或徒手作業(yè)，避免機(jī)械傷人。

（2）在V字型倒塌建筑物中可能存在多個支撐結(jié)構(gòu)，在建筑四周形成多個三角形狀的生存空間，此種情況下，若判斷人員埋壓點(diǎn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)，可配合起重設(shè)備對中間倒塌結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體性移除，然后再配合小型挖掘設(shè)備以水平掘進(jìn)形式靠近人員埋壓點(diǎn)，創(chuàng)造救援條件。需要重點(diǎn)注意的是，在展開水平擴(kuò)孔、掘進(jìn)作業(yè)時，不應(yīng)破壞三角形生存空間原本的受力結(jié)構(gòu)，在掘進(jìn)、擴(kuò)孔過程中，應(yīng)注意及時進(jìn)行支護(hù)。

（3）懸臂型倒塌建筑物主體結(jié)構(gòu)完成性通常較為良好，可使用機(jī)械吊臂將困在懸臂上的人員進(jìn)行轉(zhuǎn)移。這類人員轉(zhuǎn)移的速度相對較快，因此一旦發(fā)生地震，這類建筑物的整體塌陷可能性很低，正是因?yàn)橹黧w的完整性也為人員傷亡損失的減低奠定了基礎(chǔ)。

（4）夾層型建筑物因?yàn)檎w性倒塌，因此很多人員可能會被埋在一定的夾縫當(dāng)中，不可貿(mào)然開展救援，需要一定的觀察基礎(chǔ)和方案設(shè)計，本文認(rèn)為可在夾層上部或下部樓板中進(jìn)行開孔救援，或直接對夾層縫隙進(jìn)行橫向爆破。這類建筑往往需要手持生命探測器、建筑物坍塌搜救設(shè)備等積極配合。

3.3 復(fù)合型建筑物搶險救援技術(shù)及設(shè)備需求

此種受損類型建筑物需要采用先支撐、后挖掘的形式展開搶險救援，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合身陷困境人員的傷亡情況、震源范圍等，靈活地采用多種救援方式進(jìn)行配合，才能最大程度保障救援效率?，F(xiàn)實(shí)中，一般都需要對復(fù)合型建筑物的建筑設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、使用年限等進(jìn)行分析，然后出具具體的救援方案，有條不紊的展開救援。既然是復(fù)合型建筑物，因此搶險設(shè)備需求就比較多，例如，生命探測儀、挖掘機(jī)械、起重機(jī)械及小型液壓設(shè)備、吊車等。

4 結(jié)語

綜上所述，地震災(zāi)害作為一種突發(fā)性強(qiáng)、危害性大的自然災(zāi)害，具有極強(qiáng)的破壞力，因地震能量沖擊導(dǎo)致的建筑倒塌現(xiàn)象是造成地震災(zāi)害傷亡的主要原因之一，深入分析地震后建筑物的倒塌類型，根據(jù)不同建筑倒塌類型、建筑物內(nèi)生存空間分布位置、建筑受力特點(diǎn)等，選用合適的搶險路線和救援技術(shù)，對縮短救援時間、提高救援效率、規(guī)避二次傷害、提高地震被困人員的存活率具有重要意義。本文從救援技術(shù)和設(shè)備選用兩個角度予以梳理。