应急支撑保护技术在坑道事故救援中的应用_于力.pdf
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1、 收稿日期:基金项目:中国人民警察大学学科发展支持计划课题“沟渠救援训练设施建设及应用研究”()作者简介:于力(),男,河北容城人,教授。应急支撑保护技术在坑道事故救援中的应用于 力中国人民警察大学 救援指挥学院,河北 廊坊 摘 要:坑道事故救援具有风险高、专业性强的特点,从坑道坍塌风险入手,分析坑道坍塌的类型和原因,介绍控制和消除坑道坍塌风险所需的应急支撑保护装备和技术,坑道应急支撑行动可按照侦察评估、风险控制、制定方案、搭建支护等 个步骤来实施,并结合“”“”“”三种坑道构型支护系统的搭建过程进行详细论述,对于辨识、排除坑道坍塌风险,规范坑道事故救援程序具有一定的借鉴意义。关键词:坑道事故
2、;坍塌;救援;应急支撑中图分类号:文献标志码:文章编号:()引言随着我国经济发展和城市化进程加快,各类基建工程不断上马,在施工中不同种类、形状的坑道随处可见,坑道事故也渐成多发态势。据统计,我国每年因坑道事故造成约 人死亡,余人伤残;美国每年因坑道事故造成大约 人死亡,余人受伤。通过以上数据可以发现,坑道事故属于建筑行业的多发事故类型,是建筑行业从业人员伤亡的重要原因之一。如何在坑道事故救援中提高救援效率,保障人民群众生命安全,是消防救援队伍需要深入思考的课题。坑道事故救援在应急救援中属于狭小空间救援范畴,此类事故虽然大多规模不大,但在救援中多存在坍塌风险,很容易造成救援者意外受伤或死亡。年安
3、陆市发展二路北延工程发生塌方,一名工人被埋压,消防救援人员在转移被困人员时坑道突然发生二次垮塌,最终造成 名消防官兵牺牲及 名工人遇难。由此可见,在坑道事故救援中,救援人员需要准确判断现场情况、评估事故风险,有针对性地采取排险措施,只有这样才能切实保障救援人员和被困人员的安全,实现科学救援目标。坑道结构及坍塌风险分析 坑道结构一般坑道包括坑道顶、坑道底、坑道边、坑道脚、坑道壁等结构,对于“”和“”型坑道还可进一步划分内角和外角,“”型坑道有一个内角,“”型坑道有两个内角,如图 所示,。此外,“”型坑道可看为一横一竖两个“”型坑道交汇形成,其竖向坑道也被形象地称为 脚。坑道坍塌风险分析坑道事故救
4、援中可能存在多种风险,其中坑道发生坍塌是最为严重的一类风险。坑道坍塌包括弃土堆滑落、边缘坍塌、坑道壁崩落、坑道壁坍塌 种表现形式,如图 所示。弃土堆滑落在挖掘坑道时,开挖的土壤多堆放在坑道边缘,应急救援研究形成弃土堆。当弃土堆过于靠近坑道边缘或者堆放过高时很容易出现弃土堆下滑,向内坍塌重新填充坑道,对救援人员及被困者形成威胁。弃土堆向内滑落主要是由于自身重力作用及土壤堆积超过了土体的天然休止角所致;此外也可能因为最初开挖的土壤比较潮湿,随着水分的蒸发,土壤变干,土壤黏性降低,弃土堆也可能发生向内滑落。弃土堆向内滑落如图()所示。图 坑道结构图 坑道坍塌类型 边缘坍塌边缘坍塌是指靠近地面的坑道边
5、沿发生坍塌,向内填充坑道从而对坑道内救援人员及被困人员造成威胁,如图()所示。边缘向内坍塌的主因在于:开挖坑道时破坏了坑道顶层的土壤结构,使其更易于损坏;其次,当坑道边缘有较大载荷(如弃土堆)或者施工作业时,均可能使坑道边缘变得不稳定进而发生坍塌;此外,不同的土壤黏性不同,坑道边缘是否坍塌,还由土壤自身性质决定。坑道壁崩落 坑道壁崩落可发生在坑道壁的任何局部区域,如坑道脚或坑道壁的中间部位,如图()所示。坑道壁崩落不但会使崩落土壤回填坑道,而且会造成部分坑道边缘处于悬空状态,进一步引发大规模坍塌,导致坑内人员被埋压。坑道壁崩落的原因有多种:一是坑道壁垂直方向土壤出现明显分层,不同层土壤间的黏性
6、不同,黏性差、质地松软的土壤更易于出现崩落;二是坑底长期被水浸泡,可能导致坑道脚首先垮塌,出现崩落现象;三是坑道内存在管道等地下公共设施,例如管道,由于暴露在外失去土壤支撑后受力情况发生改变,同时土壤与公共设施表面黏贴不再紧密,因此也容易导致周边坑道壁出现崩落现象。坑道壁坍塌坑道壁坍塌是坑道壁在垂直方向上发生的大面积坍塌,如图()所示。此类坍塌危害性较大,可形成较大规模的土方回填,很容易造成多人被埋压。特别是对已发生坍塌的坑道进行开挖时更容易产生此类坍塌。坑道壁坍塌的原因主要在于坑道长期暴露在室外,暴晒导致土壤水分蒸发、黏性降低、凝聚力变差,进而发生坑道壁的大面积坍塌。应急支撑保护技术与器材如
7、上所述,在坑道事故救援中存在较高的坍塌风险,如何在救援中控制和消除坍塌风险,是消防救援人员必须思考的问题。依据国内外的救援经验,在坑道事故救援中多采用评估、监测、搭建支撑保护系统(简称支护系统)和预先制定撤退方案等措施对险情进行控制。其中,采用应急支撑保护技术为坑道搭建支护系统是最为重要的措施。应急支撑保护技术在坑道事故救援行动中,为最大限度减小被困人员和救援人员的危险,通常需要对救援人员进入的通道和空间的不稳定结构采取临时性的支护措施,以确保救援空间的稳定性。应急支撑保护技术就是利用专业的支撑器材或在救援现场就地取材对救援通道和营救空间予以支护加固,防止不稳定的结构或土方失稳塌落,为暴露于坍
8、塌风险中的救援人员和遇险人员提供一定的安全保障。应急支撑保护技术是救援过程中常用的技术,在交通事故、建筑倒塌事故、坑道坍塌事故等救援现场经常用到。应急支撑器材为提高救援效率,经常参与坑道事故救援的消防救援队伍应预先配备不同类型的应急支撑器材,以适应不同类型坑道的救援需求。支撑器材消防救援人员可根据现场情况灵活选取专业或临时的支撑器材搭建应急支撑保护系统。专业的支于 力:应急支撑保护技术在坑道事故救援中的应用撑器材包括手动、气动、液压等不同种类的支撑杆,对于现场坍塌风险较高的坑道,可优先选择气动支撑杆,由于其具有操作距离远的特点,因此可增加救援人员的安全性。当缺乏专业器材或者支撑器材无法满足救援
9、要求时,可以现场制作木支撑来完成支撑作业。木支撑通常会选择 或 的木方作为主材来进行制作。因此,如考虑现场制作木支撑,消防救援队最好能在救援车辆内提前准备一定数量的木方以便应急。支撑配套器材为保证支撑效果,消防救援队伍还应预先准备各种配套器材,如支撑垫板、支撑挡板、支撑背板、横撑、角撑板、斜撑底座等。不同配套组件的功用如表 所示。此外,考虑到坑道可能出现边缘坍塌或坑道壁崩落,可以随车携带不同尺寸的起重气垫或沙袋以便填补坍塌产生的空隙。表 支撑配套器材及功用序号名称功用支撑垫板置于坑道边缘,用于减少压力,对坑道边缘进行保护支撑挡板 直接与坑道壁接触,防止坑道壁坍塌支撑背板 作用于支撑挡板,是承压
10、的主要承重构件和横撑横跨坑道壁的横向构件,既可用于坑道坍塌形成的空隙,为支撑垫板提供支撑;还可以用于跨越多个支撑垫板以形成开放空间角撑板用于拐角处,提供转向和承压作用斜角底座 用于拐角处,提供转向和承压作用 坑道应急支撑步骤对坑道进行应急支撑可按照侦察评估、风险控制、制定方案、搭建支护 个步骤来实施。侦察评估在对坑道实施支撑前,指挥员要组织人员对坑道及周边情况进行侦察,确定坑道构型、被埋压人员数量和位置、土壤稳定性、坑道内外存在的其他危险源等信息,对现场风险进行评估。在进行侦察时,原则上要从坑道顶抵近观察,并与坑道保持 的距离。风险控制在对坑道风险评估的基础上,可采取有针对性的措施对已发现风险
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