對地震后建筑倒塌的搶險救援及設備需求分析

許超亞

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

地震災害具有突發性和瞬時性兩種突出特點，往往在極短時間內釋放出巨大能量，引發建筑倒塌、泥石流、山體滑坡、海嘯等及時性次生災害，還可能引發多種延時性次生災害，如瘟疫等，嚴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。我國人口數量基數大，城市人口分布密集程度高，地震災害釋放的能量可能會使建筑物發生裂縫、傾斜、坍塌等現象，若建筑物主體結構損傷較小，則內部住戶出現傷亡的概率較小，若建筑損毀嚴重，極容易造成大量人員埋壓，因此，加強對不同類型建筑物倒塌特點研究，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生“倒”或“塌”兩種情況，當前廣泛的地震災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，研究方向存在較強的片面性。為促進國內前線救援人員隊伍的專業能力，應根據建筑物受損后的不同表現，采用針對性救援，根據建筑物倒塌后形成的生存空間特點，可將倒塌的建筑物細分成傾斜型、塌落型和復合型集中類型，每種類型受損建筑物的詳細特點如下。

（1）傾斜型。建筑物承重構件在地震能量的沖擊下發生斷裂或受損，使建筑出現傾斜趨勢，傾斜面與地面之間出現一定夾角，甚至以較為完整的形態90°傾斜在地面上，但整體長度或寬度改變較小。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件受損，使建筑物在垂直方向上出現整體下墜、坍塌情況，水平方向上的位移量較小，可進一步細分為局部塌落和整體塌落兩種類型。其中發生局部塌落的建筑物會在內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部生存空間的形式多為A字型、V字型和餅型。

（3）復合型。現代建筑工程在結構形式、建設高度、施工工藝上各不相同，發生地震災害后，很可能會同時發生傾斜和塌落兩種受損表現，也可能在發生其中一種傷害后產生連帶反應，進而出現另一種新的破壞。因此，這類建筑物塌陷之后的救援工作也會相對復雜，需要調查、研究，然后出具科學化的救援方案。

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，本文結合工作經驗，就不同建筑物倒塌之后的搶險救援技術進行剖析，希望可以對于搶險工作有一定的借鑒。

2.1 準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生時間、地震強度等級、建筑物內部空間分布特點、人員生活習慣等多種因素的影響，表現十分多樣和復雜，但在生存本能的趨勢下，大多數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，根據不同類型的建筑物倒塌表現和生存空間分布特點，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，其建筑結構不同、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當根據不同的建筑類型，進行針對性的研究和方案出具，從而科學進行搶救，這樣會大大節約救援時間，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生直接影響，具有十分重要的作用。因此，應根據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自身實際條件選擇外部救援或內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域，對被困人員展開救援；內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，進入建筑物內部展開人員救援。

（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重，塌落型建筑內部形成的生存空間也更加不規則，因此，應將塌落型建筑物的救援作為搶險救援的重點。由于塌落型建筑主要是在垂直方向上發生結構變化，因此其建筑上層結構和頂端結構的埋壓程度較小，也會有部分外露，救援人員可根據埋壓實際情況選擇合適的救援方式。對建筑中層結構來說，其埋壓程度位于上層結構下，救援難度有所提升。新世紀以來，我國發生過幾次高等級、大危害的地震災害，在該類地震災害現場救援中，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重或完全塌落的建筑搶險救援現場，該種情況下，人員埋壓深度大，建筑內生存空間范圍有限，雖然縱向挖掘耗時多，但不容易造成二次坍塌，能最大程度保障內部被困人員的安全。而橫向挖掘方式多適用于倒塌環境中支撐物數量較多、空隙范圍較大的搶險救援環境，此種挖掘方式掘進速度快，但在挖掘過程中容易對現有支撐物造成破壞，若單個支撐結構發生斷裂，可能會引發連帶坍塌情況，因此，必須在挖掘的過程中對承重結構進行科學地加固。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、建筑損毀嚴重的震后現場救援中。

（3）復合型建筑物的救援路線選擇。由于此種震后建筑物倒塌現場同時兼具傾斜型和塌落型建筑損毀特點，損壞程度較為嚴重。因此，在進行搶險救援時也不能單獨采用獨立的橫向掘進或縱向掘進方式，需要結合現場的實際情況，制定科學的搶險救援方式。

3 搶險救援技術的特點及設備需求分析

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

3.1 傾斜型建筑物搶險救援技術及設備需求

該類建筑物雖完整度較高，但在主體結構發生傾斜的情況下，仍具有較大倒塌風險，若貿然展開救援，可能會加重建筑傾斜趨勢，甚至發展成復合型倒塌形式。因此，在該類倒塌建筑物中展開搶險救援工作時，應由專業人員對建筑結構的風險等級進行評估，對可能發生斷裂的結構進行必要的支撐和防護，才能繼續展開救援。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，分析建筑物的應力集中點，應用枕木、立柱等強度合格的支撐物對建筑進行支撐，也可現場取材，靈活使用倒塌的樹木、門板、衣帽架等進行支撐，支撐方式可應用T型支撐、水平支撐、墻角支撐等不同方式，為深入建筑內部展開救援創造安全條件。

進入建筑內部后，根據被困人員被困狀況，幫助其移除或清理埋壓物，再通過臨時擔架、垂直升降或轉運系統等對其進行轉移。在地震災害時，就必須考慮推土機、挖掘機等數量配比，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，以確保多種作業施救情況下的救援效果。

3.2 塌落型建筑物搶險救援技術及設備需求

在該類型倒塌建筑物搶險救援現場采用的救援技術具有較強的綜合性，通常會將打孔擴孔、頂升支撐、破拆切割、移除搬運等技術互相結合和配合，以人工方式打通救援通道，對被埋壓人員進行救援，還會使用相應的機械設備，如起重機等。

（1）斜靠型局部坍塌建筑多是以單面墻體對傾斜墻體進行支撐，使二者之間留存一定夾角，進而形成生存空間，在進行搶險救援時，應保障單面墻體的穩定性，避免使生存空間發生二次倒塌，可在斜靠墻體的兩側以水平方式進行打孔挖掘，或對其倒塌過程中自然形成的孔洞進行擴張和支撐，以此打通救援通道。注意在接近被困人員位置后，應換用小型手動工具或徒手作業，避免機械傷人。

（2）在V字型倒塌建筑物中可能存在多個支撐結構，在建筑四周形成多個三角形狀的生存空間，此種情況下，若判斷人員埋壓點結構穩定性較強，可配合起重設備對中間倒塌結構進行整體性移除，然后再配合小型挖掘設備以水平掘進形式靠近人員埋壓點，創造救援條件。需要重點注意的是，在展開水平擴孔、掘進作業時，不應破壞三角形生存空間原本的受力結構，在掘進、擴孔過程中，應注意及時進行支護。

（3）懸臂型倒塌建筑物主體結構完成性通常較為良好，可使用機械吊臂將困在懸臂上的人員進行轉移。這類人員轉移的速度相對較快，因此一旦發生地震，這類建筑物的整體塌陷可能性很低，正是因為主體的完整性也為人員傷亡損失的減低奠定了基礎。

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

3.3 復合型建筑物搶險救援技術及設備需求

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，需要根據現場實際情況，結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行配合，才能最大程度保障救援效率。現實中，一般都需要對復合型建筑物的建筑設計、建筑結構、使用年限等進行分析，然后出具具體的救援方案，有條不紊的展開救援。既然是復合型建筑物，因此搶險設備需求就比較多，例如，生命探測儀、挖掘機械、起重機械及小型液壓設備、吊車等。

4 結語

綜上所述，地震災害作為一種突發性強、危害性大的自然災害，具有極強的破壞力，因地震能量沖擊導致的建筑倒塌現象是造成地震災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，根據不同建筑倒塌類型、建筑物內生存空間分布位置、建筑受力特點等，選用合適的搶險路線和救援技術，對縮短救援時間、提高救援效率、規避二次傷害、提高地震被困人員的存活率具有重要意義。本文從救援技術和設備選用兩個角度予以梳理。