◎ 周栩羿
消防部队绳索救援技术应用分析
◎ 周栩羿
利用绳索开展救援,是实施应急救援的一种常见、有效的手段,已在当今国内外消防界被广泛应用,本文通过对当前我国消防部队绳索救援技术的应用、训练和相关装备配备分析,对比、借鉴发达地区现状,探讨如何改进绳索救援技术的应用模式,提高绳索救援技术水平。
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绳索是一种对自身进行简便保护、对他人进行救助的基本器材,由于绳索救援方面的技术发展在我国起步较晚,大部分的应用技术主要是向国外学习借鉴而来,因此相比于欧美、日本等发达国家的救援水平还是具有一定的差距,特别是在救援理念、日常训练和装备的配备上还存在许多不足,一定程度上造成日常救援中出现安全隐患,亟需改进和解决。
2.1 基本装备
2.1.1 绳索
绳索有多种分类方法,其相关标准和认证主要包括NFPA(美国消防协会标准)、CE(欧盟认证)、EN(欧洲标准)和UIAA(国际登山协会标准)。一般来说,按结构构造分类,绳索可分为编织绳和捻绳;按延展性分类,可分为动力绳和静力绳,其中动力绳指可延展,且延展性在6%-8%之间的绳索;静力绳指不具有延展性,或延展性小于6%的绳索。
我国的绳索救援器材标准主要参照《消防用防坠落装备标准》(GA 494-2004),标准中将消防用救援绳索称为“消防安全绳”,分为轻型(light use)和通用型(general use)两类,其中轻型安全绳可用于1.33kN及其以下负荷,其最小破断强度应不小于20kN;通用型安全绳可用于2.67kN及其以下负荷,其最小破断强度应不小于40kN。当前我国消防部队常用的绳索主要为编织绳,部分地区也使用捻绳(主要是日本消防常用的三股螺旋绳),但根据《消防用防坠落装备》标准,安全绳应采用夹心绳(即编织绳)结构[1]。
2.1.2 安全钩
《消防用防坠落装备标准》(GA 494-2004)中将安全钩(Carabiner and Snap-link)定义为带有手锁或自锁开口的金属承载连接部件,通常为O型(Oval carabineers)、D 型(D shaped carabineer)、变D型(Asymmetrical D)或梨形(HMS),按照锁扣类型又分为手锁式或自锁式,主要用于装备之间或装备与固定点之间的连接[2],是绳索救援中最常用的辅助器材。
2.1.3 辅助设备
指一些绳索救援中常用的辅助装备,此类装备主要用于辅助登高或下降。在我国消防部队的应用中,将此类装备称为“防坠落辅助部件”,包括吊带(分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,其中Ⅲ型为全身型,其它为半身型)、安全腰带(采用一根型的无接缝织带)、保护垫布、上升器、下降器和滑轮装置等。需要指出的是,部分“防坠落辅助部件”在器材不足的紧急情况下都可以用绳索进行模拟,例如Ⅰ型和Ⅱ安全吊带(固定于腰部、大腿或臀部以下部位)就可以利用绳索制作“坐席悬垂身体结索”并配合使用安全钩来替代,但使用吊带进行救援更为安全、舒适,不容易出现安全隐患。
2.2 绳索应用环境
2.2.1 高空和山岳救援
绳索救援技术在消防部队高空和山岳救援中应用广泛,主要应用是利用绳索和其它辅助器材对救援人员进行登高或攀爬保护、设置支点进行滑降或利用绳索转移被救对象,使用的装备主要包括各类绳索、安全钩和一整套防坠落辅助部件,部分特殊情况下的高空救援还可以应用多节拉梯、云梯车等。
2.2.2 水域救援
水域救援又可以细分为静水救援、激流救援、水下救援和海上救援,绳索技术在此类救援中的的主要应用是利用绳索进行人员保护和设置救援路径、开辟救援通道,例如在激流救援中架设横
渡绳(水面上的水平T型、V型绳索救援)、对入水人员设置安全绳(水中的水平T型、V型绳索救援)或在下游水域设置拦截绳。和一般的绳索救援不同,水域救援需要使用特定器材,例如水面漂浮救生绳、抛绳枪等。
2.2.3 竖井救援
指深入水井、机井、工程井或城市设施管道井中进行人员施救的行动。在此类中,绳索救援技术的主要应用是利用绳索进行下降,同时对被营救人员进行吊升,此类救援行动虽然涉及的区域空间范围较小,但对绳索救援技术尤其是绳结技术的要求较高,如何在狭小空间内正确、快速地制作绳结显得尤为关键。
2.2.4 其它环境
包括地震救援等特殊灾害事故的救援,以及在火灾扑救中利用绳索技术进行消防员的登高作业保护和紧急情况下利用绳索进行逃生撤离(滑降)。此外,在一些社会救助场合,例如进入高层居民楼内开门、取钥匙时,也需要应用绳索救援技术进行保护、下降。
2.3 训练情况
消防部队在绳索救援技术的日常训练主要包括24种基础绳结的制作应用,安全钩、防坠落辅助部件等装备的基本操作,相关装备的应用保养,利用绳索进行基本的下降、上升和横渡技巧等,训练的内容和考核标准主要参照《消防业务训练》等基本教材,以操法训练的形式组织开展。此外,消防部队也会定期依托专业机构开展集中培训,例如2012年2月,北京消防总队就在北京市消防教育培训基地组织开展了国际绳索技术培训,这是我国首次将国际绳索技术认证引入消防界。此外,一些市级消防支队每年也会不定期联合当地登山协会开展绳索救援的业务培训。
2.4 当前存在的一些问题
2.4.1 技术理念存在偏差
由于我国消防部队绳索救援技术的应用起步较晚,同时由于我国消防早期引进、普及的是日本的老式螺旋绳救援技术,更注重绳结制作而不是器材使用,加之近年来消防部队没有进行足够的绳索技术的升级革新,导致技术缺陷日益明显,和发达国家存在较大差距,这种差距尤其体现在“理念”上。
首先在器材保护的理念上,以日本为例,绳索在日本被喻为“第二生命”,绳索的维护保养是所有日本消防员需要学习的第一堂课,但我国的消防官兵一般缺乏相关的教育培养,尤其是在实际救援中不注重绳索保护垫布和墙角滑轮的使用。
其次在救援程序的理念上,绳索救援技术的应用场合大多涉及高空和水域。一般来说,在进行一个下降或吊升作业时,必须完整制作一个或多个“系统(Systems)”,例如锚固系统(Anchoring Systems)、保护系统(Belay Systems)等,一个系统中要包括主支点、副支点、主绳、牵引绳等元素。但国内消防部队还没有制作“系统”的理念,而在一些救援行动中,由于现场环境等客观因素影响,往往会忽略一些相对繁琐的步骤,将一个完整的系统(Systems)打折,例如减少保护支点或副绳的数量、不设置锚点而是直接利用人力拉拽等,普遍会出现违反突然死亡原则(Sudden Death Rule)的现象。在一起真实案例中,某小区一住户将钥匙落在屋内,求助开锁公司无果后拨打119求助,辖区消防中队赶到现场,发现求助人家在三层,楼房共六层,于是消防员利用绳索从六楼下降进入三楼,但消防员在救援中没有使用安全吊带、没有制作副支点保护,仅穿戴一条安全腰带就利用单绳进行下降作业,存在较为明显的安全隐患。
图1 卷结
图2 蝴蝶结
图3 双股8字结
最后在细节处理的理念上,在我国消防部队绳索救援应用中,制作支点时最常应用的绳结是卷结(图1),而在欧洲系统(以IRATA为代表)与北美系统(NFPA)的应用中,最常用的绳结是蝴蝶结(图2)或双股8字结(图3)。卷结的优点在于制作便捷,可以直接利用绳索连接支点,但由于卷结的结构特殊,且一般直接受力,会使绳结内的绳索相互挤压,对绳索造成不可逆的损伤;蝴蝶结的优点在于不存在绳索的受力挤压,基本不会损伤绳索,但需要安全钩、副绳的辅助器材才能完成绳索和支点的连接;双股8字结制作方便、制作时不容
易出错,而且耐力强、较为牢固,安全性十分可靠,但其绳圈大小不容易调整,而且当负荷过重时容易被拉得过紧,导致解索不便。
以上三点体现出了我国消防部队在绳索救援过程中更多的侧重快速便捷的救援理念,希望使用尽量少的器材和尽量少的时间完成救援任务,但从一定程度上忽视了对绳索的保护、降低了绳索系统的可靠性,而欧美等发达国家更注重滑轮、分立板、紧绳器等辅助器材的使用,更多侧重于遵循救援程序和对救援人员的安全保护。
2.4.2 专业训练存在空白
消防训练
以香港消防部门为例,香港消防处专业的高空拯救队员正式投入执勤前必须先到国际绳索技术作业协会在香港的训练基地进行2周基础绳索定位技术培训,随后进行3周实地训练,随后参加国际绳索技术作业协会一级技术员考核,此后还要定期组织队员开展实地高空环境训练,每位队员每年至少训练80课时,并且每3年接受由国际绳索技术作业协会组织的技术复检,以保持和提高绳索救援技术水平。相比而言,目前我国消防部队没有系统性、常态化的针对绳索救援技术的专业训练,一般只能以一些集训、轮训为契机,邀请专业机构和教员进行统一授课,因此很难面向全体消防官兵开展。据了解,截至2011年6月,世界上已有2.2万人持有IRATA的各级证书,上文提到北京消防总队在2012年组织开展了国际绳索技术培训,但此次培训只有8名消防官兵参加,不但受训人数不多,且无法形成常态机制。
2.4.3 器材配备不够完善
目前我国消防部队配备的绳索救援器材主要是《消防用防坠落装备》中明确的一些常规器材,包括消防安全绳、消防安全腰带、消防安全吊带、消防安全钩等,在实际工作中,消防部队还配备了救援头盔、救援服、手套等基本防护装备,一套救援装备一般包括10-15类器材,但对比专业救援标准,以上器材配备还远远不能满足一些救援工作的需要。根据IRATA要求,一套标准IRATA绳索救援技术个人装备包括头盔、安全带、胸上升器、手上升器、ID下降器等共计25类器材,还不包括一些团队装备和特定场所需要的装备。
同时,很多绳索救援装备没有统一的国际标准,尤其是静力绳没有完善的国际工业体系标准,不同的厂商、国家和地区所生产的静力绳其弹性等参数可能有很大的差别。我国消防部门对此类器材的标准要求也较为宽泛,《消防用防坠落装备标准》对安全绳性能要求也只有最低破断负荷、延伸率、耐高温性能等3项技术指标,即安全绳“当承重达到最小破断强度的10%时,延伸率应不小于1%且不大于10%”,这就会导致消防安全绳既可以是延展性在6%-8%之间的动力绳,也可以是延展性小于6%的静力绳。
目前由于我国大部分消防中队都没有配备动力绳,在很多绳索救援行动中,消防员只能使用静力绳进行高空和攀爬作业时的防坠保护。但需要说明的是,UIAA认为动力绳才是整个高空保护系统的核心,UIAA标准的动力绳设计标准是一个80KG的攀爬者在坠落系数(下坠距离/距离作业人员最近保护点到保护者之间的绳长)为2时坠落,对自身所产生的冲击力不超过12KN(人体的受力极限实验表明人体可以在短时间内承受12KN的冲击力),实现这个目的是靠动力绳的延展性来完成的。而静力绳几乎没有延展性,一旦发生脱落所产生的冲击力可以使安全带、安全钩等装备失效,这样大的冲击力可以直接使脱落者腰部骨折(在静力绳保护下,一个小于1.2米的脱落就可能对脱落者造成及其严重的伤害)。新浪等多家媒体曾经报道过一
起救援案例:2015年6月12日,安徽合肥一女子欲从29层跳楼轻生,由于高空风大,女子随时有坠楼危险,一名消防战士身系安全腰带和保险绳从30层高空飞身而下,用身体作护墙一把将女子推回楼内。在此次救援中,消防员在紧急情况下为了缩短救援时间,利用安全腰带和普通安全绳等最简易的装备进行了一次至少大于1米的自由坠落,虽然成功完成了救援,但消防员自身也承受相当大的风险。
此外,当前国内企业生产的绳索品质与欧洲CE标准体系绳索品质差距巨大,没有一款国产静力绳获得过欧洲CE标准体系认证[2],这也成为我国消防部队绳索救援工作的技术瓶颈和安全隐患。
3.1 加强队伍建设
借鉴香港消防部门经验,香港消防处下设高空拯救专队等专职救援队伍,其高空拯救专队成立于2011年8月,现有队员55名,日常分成3批、24小时轮流执勤,每批约18至20人,这支高空拯救专队没有固定辖区和任务,当第一到场的消防中队指挥员认为需要调派高空拯救专队到场时,可向指挥中心申请调派专队到场协助救援,这种建队模式就大大提高了队伍的专业性。
由于体制限制和警力不足等客观因素限制,我国消防部队内部较难形成专职的救援队伍,但随着近年来消防“普通中队特勤化,特勤中队专业化”理念的提出,消防部队可以采取“依托现役队成立专业队”的方式,依托特勤消防中队或典型灾害事故辖区中队成立高空或水域救援专业队,还可以结合部分地区水陆消防站点建设工作,成立专职水陆救援队,开展专项训练、实行专业救援,定向培养一批熟练的救援操作手和技术人才,形成针对性更强、专业水平更高的救援力量。
3.2 完善器材配备
器材配备的源头在于器材需求,决定器材需求的关键在于救援理念。日本消防近年来引进大量欧式技术,科学借鉴欧式技术注重器材装备使用的理念,优化改进自身救援体系。我们消防部队也需要改变以往对老式日本螺旋绳救援技术(更多的使用安全绳、吊带、安全钩等简单装备,一般不使用大量辅助器材)的过分依赖,大胆、全面引进欧美先进技术,以此建立自己的绳索救援技术体系,再通过技术体系的建立,优化绳索救援标准体系,加强国内自主装备的研发,带动国内绳索技术装备工业体系的发展。同时,我们要意识到《消防用防坠落装备标准》(GA 494-2004)已经10余年未进行更新,其对绳索救援器材的相关标准要求已经无法较好地适应当前的消防救援环境,科学改进相关标准、进一步与国际接轨、更好地规范国内绳索救援器材市场也十分关键。
此外,我们也要看到欧洲CE等标准体系的绳索技术装备已经被全面引进国内市场,几乎所有的欧美绳索技术装备知名品牌都在中国建立销售市场,学习欧洲IRATA绳索救援技术,采购现成的IRATA标准救援装备也是当前一个可以考虑的选择。
3.3 改进训练模式
再先进的技术也会有落后的一天,即使是先进IRATA技术和NFPA技术也是处于一个在实际救援中不断改进优化的过程。由于我国消防部队执勤官兵人员基数较多,IRATA救援技术等覆盖面小、价格昂贵的专业课程不可能大范围的进行普及和推广,因此如何在现有体制内改进训练手段、优化训练内容,这就成为加强我国消防部队绳索救援技术的关键。
香港消防处为确保下属的高空拯救专队训练贴近实战,专门协调香港海洋公园在香港仔消防中队内建有模拟缆车训练设施,此外,还借助昂坪360索道、昂船洲大桥桥塔等社会单位开展实地训练。国内消防部队可以借鉴香港消防处做法,首先是依托各省级、市级综合训练基地,加强内部的模拟训练设施建设,各县市区消防大队和执勤中队也可以结合营区实际合理设置训练场地。其次,还可以充分利用地方资源,协调社会单位建设相应的灾害类型的训练设施,或协调游乐场、码头等单位定期向基层中队开放。最后,形成自成体系的救援技术才是关键,和早期的日本绳索救援技术一样,欧洲和北美的绳索救援技术虽然先进,但相互之间存在很大的差异,也各有优缺点(例如北美NFPA标准中规定的绳索就比欧洲IRATA标准粗了1.7mm,前者强度虽然高,但重量太大同时不便于打结),鉴于消防部队体制和人员素质的不同,这些先进技术可以有条件的引进,但不能照搬照抄或全面普及,关键还是在于吸收其先进理念和成熟的技术为己用,根据消防部队任务特点形成一套符合中国实际的绳索救援技术,并结合实战推广训练。
作者单位:浙江省消防总队温州市消防支队
[1] GA494-2004.消防用防坠落装备[S]
[2] 杨汝彬.中国消防与欧洲、北美绳索救援技术要点比较研究[J].中国科技纵横.2014(13)