建筑火災(zāi)坍塌現(xiàn)場結(jié)構(gòu)安全評估與救援通道快速構(gòu)建方法

摘要：因建筑火災(zāi)引發(fā)的結(jié)構(gòu)坍塌事故極具復(fù)雜與危險性，不但易引發(fā)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞，還顯著增加了消防救援的難度。圍繞火災(zāi)坍塌現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)安全評估與快速救援展開研究，結(jié)合消防救援隊在建筑坍塌災(zāi)害中的實際需求，詳細(xì)分析了建筑火災(zāi)坍塌現(xiàn)場結(jié)構(gòu)安全評估方法，總結(jié)了救援通道快速構(gòu)建方法與實施要點，旨在提升隊伍在建筑坍塌災(zāi)害救援中的應(yīng)急處置能力，為保障人民群眾生命財產(chǎn)安全筑牢救援防線。

關(guān)鍵詞：建筑火災(zāi)坍塌；結(jié)構(gòu)安全評估；救援通道

在城市建設(shè)高速發(fā)展的當(dāng)下，建筑規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、復(fù)雜性逐漸增加，建筑火災(zāi)坍塌災(zāi)害時有發(fā)生，這類災(zāi)害往往伴隨著火勢蔓延與結(jié)構(gòu)坍塌相互作用，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、穩(wěn)定性欠佳，對消防救援隊伍的專業(yè)技能、快速反應(yīng)能力以及科學(xué)決策水平提出了更高要求。結(jié)構(gòu)安全評估與救援通道構(gòu)建作為救援行動的核心環(huán)節(jié)，其效率與精準(zhǔn)程度直接影響救援行動的成敗[1]。為解決這一難題，本文在深入剖析建筑火災(zāi)坍塌事故成因及影響的基礎(chǔ)上，積極構(gòu)建涵蓋建筑材料性能變化、坍塌形態(tài)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、多因素協(xié)同風(fēng)險評估的方法體系，并提出細(xì)化現(xiàn)場勘查流程、加強結(jié)構(gòu)支撐設(shè)計、提高清障工作效率、健全安全管理體系等一系列安全性高、實用性強的救援策略，旨在顯著提升災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)效率與救援行動成效。

1 建筑火災(zāi)坍塌事故剖析

1.1" 坍塌事故的主要成因

建筑火災(zāi)坍塌事故的成因錯綜復(fù)雜，是多種因素相互交織、共同作用的結(jié)果。從建筑自身角度看，部分建筑在設(shè)計階段存在結(jié)構(gòu)體系不合理的問題，未能充分考慮火災(zāi)等極端災(zāi)害的影響，造成其在火災(zāi)發(fā)生時難以有效抵御高溫沖擊；一些建筑材料的耐火性能不達(dá)標(biāo)，劣質(zhì)的混凝土與鋼材在高溫條件中強度迅速減弱，很大程度上削弱了整體結(jié)構(gòu)承載能力?；馂?zāi)中火勢蔓延路徑具有高度不確定性，一旦火勢突破防火分隔，火焰會在建筑內(nèi)部迅速擴(kuò)散，使局部區(qū)域長時間被高溫炙烤，這種不均勻的受熱易使建筑構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的變形，引起應(yīng)力集中的情況，加快結(jié)構(gòu)的破壞步伐[2]。此外，消防救援行動也會對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響，高壓水槍噴射出的強力水流可以對建筑結(jié)構(gòu)施加額外的沖擊，救援人員所攜帶的設(shè)備以及作業(yè)時的動態(tài)荷載，進(jìn)一步降低了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加大了建筑出現(xiàn)坍塌的概率。

1.2" 坍塌事故對救援工作的影響

建筑在火災(zāi)的發(fā)展過程中，坍塌具有一定的突發(fā)性，在火災(zāi)現(xiàn)場混亂復(fù)雜的情況下，火場指揮員難以對建筑坍塌時間做出準(zhǔn)確判斷，災(zāi)后引起的空間障礙、結(jié)構(gòu)風(fēng)險以及搜救壓力也會給救援工作造成諸多影響[3]。坍塌現(xiàn)場的建筑構(gòu)件斷裂后呈無序堆疊狀態(tài)，形成大量形狀不規(guī)整的障礙物與狹窄縫，干擾了救援人員的行動路線。這使得搜救任務(wù)的難度增加，救援人員只能花費更多時間和精力開展生命跡象探測，導(dǎo)致救援效率大幅降低。更為嚴(yán)峻的是，任何余震和救援作業(yè)引起的擾動都存在引發(fā)連鎖坍塌的風(fēng)險，這不僅威脅被困人員的生存空間，更直接威脅救援人員的生命安全。廢墟內(nèi)部聲波反射錯亂、熱輻射分布異樣，使得生命探測設(shè)備無法精準(zhǔn)定位；而被壓埋傷員常出現(xiàn)的創(chuàng)傷性窒息、擠壓綜合征等有時間要求的傷情，也對救援響應(yīng)速度提出了較高要求。鑒于這種特殊環(huán)境，救援指揮必須構(gòu)建實時動態(tài)評估機制，通過結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)與資源調(diào)度策略協(xié)同配合，在救援效率與作業(yè)安全中探尋最優(yōu)平衡點。

2 建筑火災(zāi)坍塌現(xiàn)場結(jié)構(gòu)安全評估方法

2.1" 災(zāi)損后建筑材料性能變化評估

消防救援人員抵達(dá)建筑火災(zāi)坍塌現(xiàn)場后，首要任務(wù)是快速對災(zāi)損后的建筑材料性能進(jìn)行評估。對于混凝土結(jié)構(gòu)，救援人員可仔細(xì)觀察建筑表面的狀況來判斷受損程度，當(dāng)混凝土表面出現(xiàn)大面積的爆裂與剝落現(xiàn)象，甚至內(nèi)部鋼筋出現(xiàn)裸露時，表明混凝土處于高溫作用環(huán)境，內(nèi)部水分急劇汽化產(chǎn)生巨大的蒸汽壓力，致使混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，其結(jié)構(gòu)強度大幅降低?；馂?zāi)中，鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件會出現(xiàn)變色、彎曲變形、局部倒塌、大面積倒塌等情況，救援人員需查看其顏色變化與變形程度，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面呈現(xiàn)暗紅色、藍(lán)色等特殊顏色時，通常意味著鋼材已達(dá)到較高溫度，其力學(xué)性能出現(xiàn)強度減弱、塑性增長等明顯變化，結(jié)構(gòu)的承載能力嚴(yán)重削弱[4]。此外，建筑裝飾材料燃燒后的殘留物具有腐蝕性，會給主體結(jié)構(gòu)的耐久性埋下潛在隱患，評估時也應(yīng)將其納入考量范圍，為后續(xù)救援行動提供全面、詳實的基礎(chǔ)依據(jù)。

2.2" 建筑坍塌形態(tài)與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判斷

精準(zhǔn)判定建筑坍塌形態(tài)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是現(xiàn)場救援工作的關(guān)鍵步驟，按照坍塌之后的外觀特性，大致可把坍塌形態(tài)分為層疊式、斷裂式、傾斜式3個類型。層疊式坍塌通常是建筑樓層從頂部向下層層堆疊，各層間相互擠壓，受力情況復(fù)雜；斷裂式坍塌是建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)高溫與其他因素作用下發(fā)生斷裂，部分結(jié)構(gòu)從主體脫離；傾斜式坍塌一般是建筑一側(cè)的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，造成整體朝一側(cè)傾倒。對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行評估和判斷時，救援人員應(yīng)結(jié)合建筑的設(shè)計圖紙，全面分析各部分結(jié)構(gòu)的受力特點，并借助撬棍、錘子等工具對殘余結(jié)構(gòu)開展敲擊、晃動測試。若敲擊時發(fā)出清脆聲響，且結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)明顯晃動，說明結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)固；若敲擊聲音沉悶，且結(jié)構(gòu)晃動很明顯，則說明結(jié)構(gòu)存在顯著的安全隱患。采用這些措施能夠初步評判建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固程度，為后續(xù)救援路徑的規(guī)劃以及作業(yè)區(qū)域的選擇提供關(guān)鍵參考，保證救援人員在相對安全區(qū)域?qū)嵤┚仍ぷ鳌?/p>

2.3" 多因素協(xié)同作用下的風(fēng)險評估

開展建筑火災(zāi)坍塌現(xiàn)場的風(fēng)險評估，需綜合考量多種因素的共同影響，余火未熄滅是現(xiàn)場面臨的首要風(fēng)險之一。持續(xù)燃燒的火焰會對未坍塌的結(jié)構(gòu)部分造成再次破壞，讓原本脆弱的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)一步惡化，大幅增加二次坍塌出現(xiàn)的概率。此外，諸如余震、地質(zhì)沉降等環(huán)境因素也不可忽視，余震有可能引起坍塌結(jié)構(gòu)再次擺動，導(dǎo)致不穩(wěn)定的構(gòu)件掉落；地質(zhì)沉降會引起結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的變化，致使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。相鄰建筑的結(jié)構(gòu)狀況同樣會影響救援作業(yè)的開展，若相鄰建筑在火災(zāi)、坍塌過程中受到波及，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性無法保障，可能會在救援過程中倒塌，對救援人員與被困人員的安全構(gòu)成潛在威脅[5]?？紤]到這些情形，救援人員可采取分區(qū)排查、重點標(biāo)記的方法，快速識別高風(fēng)險區(qū)域，在排查過程中，要詳細(xì)記錄各區(qū)域的風(fēng)險因素與嚴(yán)重程度，而后設(shè)置醒目的警示標(biāo)識。同時，建立動態(tài)評估體系，隨救援工作推進(jìn)，實時更新評估結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對新出現(xiàn)的隱患，確保救援行動安全有序地開展。

3 救援通道快速構(gòu)建方法與實施要點

3.1" 細(xì)化現(xiàn)場勘查流程，精準(zhǔn)規(guī)劃救援路徑

消防救援隊伍抵達(dá)現(xiàn)場后，應(yīng)立即啟動標(biāo)準(zhǔn)化勘查流程，快速組建專業(yè)勘查小組并明確成員分工，爭取第一時間獲取事故點的關(guān)鍵信息?？辈槠陂g需按照現(xiàn)場實際情況靈活調(diào)整方案，救援人員要依靠專業(yè)經(jīng)驗和現(xiàn)場觀察，迅速識別二次坍塌高風(fēng)險區(qū)域，將嚴(yán)重傾斜的構(gòu)件和懸空樓層板等區(qū)域劃定為禁區(qū)，防止人員盲目闖入造成安全隱患?？辈檫^程應(yīng)充分借助現(xiàn)代設(shè)備提高搜救效率。例如，無人機憑借其靈活機動的特點，可迅速飛至空中對坍塌現(xiàn)場進(jìn)行全景掃描，幫助救援人員直觀了解建筑坍塌形態(tài)以及被困人員所處位置；熱成像儀能穿透煙霧與廢墟遮擋，探測生命體征信號，精準(zhǔn)鎖定被困人員方位，為規(guī)劃救援路徑提供重要依據(jù)。針對救援路徑規(guī)劃，救援人員應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和通行便利性，優(yōu)先選擇穩(wěn)固、障礙少且能迅速到達(dá)被困人員的路線，同時準(zhǔn)備備用路徑以應(yīng)對突發(fā)狀況，保障救援行動靈活高效開展。

3.2" 加強結(jié)構(gòu)支撐設(shè)計，確?，F(xiàn)場結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

在救援通道搭建期間，結(jié)構(gòu)支撐是維護(hù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、保障救援人員安全的核心要點，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)按照現(xiàn)場勘查及結(jié)構(gòu)安全評估結(jié)果，科學(xué)合理制定支撐方案。在支撐材料的選擇上，必須充分考慮材料的強度、穩(wěn)定性及便攜性，例如，可采用高強度的鋼管、型鋼作為主要支撐構(gòu)件，同時配備防火帆布、橡膠墊板等柔性支護(hù)材料，以適應(yīng)不同形狀及尺寸的結(jié)構(gòu)部位。針對可能影響通道穩(wěn)定性的梁柱節(jié)點、承重墻等關(guān)鍵承重構(gòu)件，應(yīng)優(yōu)先對關(guān)鍵承重部位進(jìn)行加固，可采用立柱支撐、斜撐、橫撐等多種支撐方式配合，形成穩(wěn)固的支撐體系。在搭建過程中，救援人員要嚴(yán)格按照設(shè)計方案完成操作，保證支撐結(jié)構(gòu)的尺寸、間距符合既定標(biāo)準(zhǔn)。同時，安排專人對支撐結(jié)構(gòu)搭建的全過程進(jìn)行監(jiān)測，使用測量器械及時檢測支撐結(jié)構(gòu)的垂直度、水平度以及連接部位的牢固程度。一旦發(fā)現(xiàn)問題，即刻進(jìn)行調(diào)整與補強，確保支撐結(jié)構(gòu)在救援期間始終保持穩(wěn)定，為救援人員提供扎實可靠的安全保障。

3.3" 提高清障作業(yè)效率，擴(kuò)大救援通道空間

科學(xué)高效的清障作業(yè)是打通生命通道、保障救援有序開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，消防救援人員需要根據(jù)障礙物的類型、大小、質(zhì)地等屬性，合理分工，制定具有針對性的清障方案。針對小型碎渣、土堆等雜物，應(yīng)采用人工清理方式，調(diào)集人員采用鐵鍬、掃帚等工具，快速將其清理到既定區(qū)域，為后續(xù)救援作業(yè)創(chuàng)造良好條件。對于大型的混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)部件等重型障礙物，則使用液壓破拆工具、手動切割設(shè)備等進(jìn)行破除，降低清障難度。在進(jìn)行破拆操作時，應(yīng)遵循“先易后難、由外及內(nèi)”的原則，先把對通道通行影響大且相對好拆除的部分進(jìn)行處理，對于無法直接破拆的大型構(gòu)件，可采用繩索牽引、簡易滑輪組等人力與器械相結(jié)合的方式進(jìn)行移位[6]。在構(gòu)件移位的操作中，要精確計算構(gòu)件的重心與受力點，保障操作安全穩(wěn)固，防止因構(gòu)件移動引起二次坍塌或其他意外事故。通過合理的人員和設(shè)備安排，能夠迅速完成清障及救援通道的拓展，保障救援人員及救援設(shè)備順暢通行，為搶救被困人員贏得寶貴時間。

3.4" 健全安全管理體系，嚴(yán)格防控次生風(fēng)險

健全安全管理體系是貫穿救援全過程、保障救援行動安全有序開展的重要途徑。相關(guān)部門應(yīng)制定完備的安全管理制度和細(xì)致的操作規(guī)范，明確各崗位救援人員安全職責(zé)及工作流程，規(guī)定救援人員進(jìn)入現(xiàn)場前，必須滿足個人防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，戴好安全帽、防護(hù)手套、防護(hù)靴、空氣呼吸器等防護(hù)裝備，保障自身安全。在救援過程中，需安排專人在現(xiàn)場進(jìn)行安全監(jiān)測，監(jiān)測人員可使用便攜式的結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測儀、有害氣體檢測儀、溫度傳感器等設(shè)備，實時掌握結(jié)構(gòu)的變形情況、現(xiàn)場有害氣體濃度以及溫度變化等次生風(fēng)險信息，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即拉響警報。同時，要重視建立全面的應(yīng)急處理預(yù)案，針對可能出現(xiàn)的二次坍塌、火災(zāi)復(fù)燃、有害氣體泄漏等突發(fā)情況，提前規(guī)劃應(yīng)急響應(yīng)流程和處置措施，定期組織救援人員對應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行學(xué)習(xí)與演練，確保在緊急狀況時，救援人員能迅速、有序地啟動應(yīng)急響應(yīng)機制。采取科學(xué)合規(guī)的應(yīng)對措施，能夠保證救援人員迅速撤離危險區(qū)域，將損失和風(fēng)險降至最低，保障救援行動的安全。

4 結(jié)束語

建筑火災(zāi)坍塌事故救援是一項復(fù)雜且高風(fēng)險的任務(wù)，科學(xué)開展結(jié)構(gòu)安全評估、構(gòu)建快速救援通道是保障救援效率與人員安全的關(guān)鍵。在實際救援工作中，消防救援隊伍需不斷總結(jié)經(jīng)驗、持續(xù)優(yōu)化救援流程、加強隊伍培訓(xùn)與演練，提升救援人員對結(jié)構(gòu)安全評估和通道構(gòu)建技術(shù)的掌握和應(yīng)用能力，最大限度保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。隨著應(yīng)急救援技術(shù)和管理水平的不斷提高，相關(guān)救援方法將持續(xù)完善，推動消防救援工作向?qū)I(yè)化和高效化方向穩(wěn)步發(fā)展。

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