对地震后建筑倒塌的抢险救援及设备需求分析

许超亚

（内蒙古自治区森林消防总队大兴安岭支队牙克石市大队，内蒙古 呼伦贝尔 022150）

地震灾害具有突发性和瞬时性两种突出特点，往往在极短时间内释放出巨大能量，引发建筑倒塌、泥石流、山体滑坡、海啸等及时性次生灾害，还可能引发多种延时性次生灾害，如瘟疫等，严重威胁国民的生命健康安全，其中建筑倒塌是造成人员伤亡的主要原因。我国人口数量基数大，城市人口分布密集程度高，地震灾害释放的能量可能会使建筑物发生裂缝、倾斜、坍塌等现象，若建筑物主体结构损伤较小，则内部住户出现伤亡的概率较小，若建筑损毁严重，极容易造成大量人员埋压，因此，加强对不同类型建筑物倒塌特点研究，使救援人员能具备人员埋压位置的判识能力，第一时间采取行之有效的地震后建筑倒塌抢险救援方案，对缩短救援时间、提高被困人员存活率具有极其重要的意义。

1 地震后建筑倒塌类型分析

遭受地震能量冲击后的建筑物可能发生“倒”或“塌”两种情况，当前广泛的地震灾后建筑倒塌抢险救援分析主要指建筑物在垂直方向上的坍塌，研究方向存在较强的片面性。为促进国内前线救援人员队伍的专业能力，应根据建筑物受损后的不同表现，采用针对性救援，根据建筑物倒塌后形成的生存空间特点，可将倒塌的建筑物细分成倾斜型、塌落型和复合型集中类型，每种类型受损建筑物的详细特点如下。

（1）倾斜型。建筑物承重构件在地震能量的冲击下发生断裂或受损，使建筑出现倾斜趋势，倾斜面与地面之间出现一定夹角，甚至以较为完整的形态90°倾斜在地面上，但整体长度或宽度改变较小。该类型受损建筑物可能对周边建筑物造成二次伤害。

（2）塌落型。建筑物地基、单层墙柱或局部支撑构件受损，使建筑物在垂直方向上出现整体下坠、坍塌情况，水平方向上的位移量较小，可进一步细分为局部塌落和整体塌落两种类型。其中发生局部塌落的建筑物会在内部形成不同类型的中空空间，增加被埋压人员的生还概率，可将形成的生存空间划分为悬臂型、斜靠型、V字型和夹层型几种类型。建筑物在整体塌落后内部生存空间的形式多为A字型、V字型和饼型。

（3）复合型。现代建筑工程在结构形式、建设高度、施工工艺上各不相同，发生地震灾害后，很可能会同时发生倾斜和塌落两种受损表现，也可能在发生其中一种伤害后产生连带反应，进而出现另一种新的破坏。因此，这类建筑物塌陷之后的救援工作也会相对复杂，需要调查、研究，然后出具科学化的救援方案。

2 地震后不同建筑倒塌形式下的抢险救援技术分析

地震对于不同建筑物的摧毁程度不同，因而涉及到的救援范围、救援能力也不同，本文结合工作经验，就不同建筑物倒塌之后的抢险救援技术进行剖析，希望可以对于抢险工作有一定的借鉴。

2.1 准确判断倒塌建筑物的生存空间

地震后人员在倒塌建筑物中的埋压位置会受到地震发生时间、地震强度等级、建筑物内部空间分布特点、人员生活习惯等多种因素的影响，表现十分多样和复杂，但在生存本能的趋势下，大多数被埋压人员都会倾向于前往倒塌建筑物的生存空间中，最大程度减小自身受到的伤害。因此，在地震后建筑倒塌的抢险救援工作中，根据不同类型的建筑物倒塌表现和生存空间分布特点，分析埋压人员可能身处的位置，对提高救援效率、减少人员伤亡具有重要意义。不同类型的建筑物，其建筑结构不同、使用年限不同、塌陷角度、塌陷之后的空间、建筑物承受力等都会关系到地震之后人员的伤亡程度、救援角度等，因此抢险救援路线应当根据不同的建筑类型，进行针对性的研究和方案出具，从而科学进行抢救，这样会大大节约救援时间，同时还可以有效的提升救援率，降低地震带来的人员伤亡。

2.2 选择合理的抢险救援路线

抢险救援路线选择的科学性和合理性会对救援时间、效率、成本、操作难度和安全性等多项因素产生直接影响，具有十分重要的作用。因此，应根据地震后建筑倒塌不同类别选择合理的抢险救援路线。

（1）倾斜型建筑物救援路线选择。该类型受损建筑物具有较好的完整度和承重能力，倾斜角度通常较小，抢险救援人员可根据自身实际条件选择外部救援或内部救援两种不同路线。其中外部救援是从受损建筑或相邻建筑顶端，直接将救援绳索下放至被困人员所在区域，对被困人员展开救援；内部救援则是从建筑底部门洞、楼顶天窗、外部走廊等位置疏通通道，进入建筑物内部展开人员救援。

（2）塌落型建筑物的救援路线选择。通常塌落型建筑比倾斜型建筑的损毁程度更加严重，塌落型建筑内部形成的生存空间也更加不规则，因此，应将塌落型建筑物的救援作为抢险救援的重点。由于塌落型建筑主要是在垂直方向上发生结构变化，因此其建筑上层结构和顶端结构的埋压程度较小，也会有部分外露，救援人员可根据埋压实际情况选择合适的救援方式。对建筑中层结构来说，其埋压程度位于上层结构下，救援难度有所提升。新世纪以来，我国发生过几次高等级、大危害的地震灾害，在该类地震灾害现场救援中，多采用纵井横挖、纵向挖掘、横孔纵挖、横向挖掘等方式，其中纵向挖掘适用于塌落严重或完全塌落的建筑抢险救援现场，该种情况下，人员埋压深度大，建筑内生存空间范围有限，虽然纵向挖掘耗时多，但不容易造成二次坍塌，能最大程度保障内部被困人员的安全。而横向挖掘方式多适用于倒塌环境中支撑物数量较多、空隙范围较大的抢险救援环境，此种挖掘方式掘进速度快，但在挖掘过程中容易对现有支撑物造成破坏，若单个支撑结构发生断裂，可能会引发连带坍塌情况，因此，必须在挖掘的过程中对承重结构进行科学地加固。横孔纵挖和纵井横挖两种方式多适用于人员埋压位置定位困难、垂直深度较大、建筑损毁严重的震后现场救援中。

（3）复合型建筑物的救援路线选择。由于此种震后建筑物倒塌现场同时兼具倾斜型和塌落型建筑损毁特点，损坏程度较为严重。因此，在进行抢险救援时也不能单独采用独立的横向掘进或纵向掘进方式，需要结合现场的实际情况，制定科学的抢险救援方式。

3 抢险救援技术的特点及设备需求分析

在地震后建筑倒塌现场应用的抢险救援技术主要包含切割、破拆、支撑、顶升、牵引等多种方式，抢险救援技术应用的核心是通过建立安全的救援通道，最大程度预防二次倒塌情况的出现，最大程度提高救援成功率。同时，设备选择和使用也至关重要，下面从设备选用角度剖析救援技术。

3.1 倾斜型建筑物抢险救援技术及设备需求

该类建筑物虽完整度较高，但在主体结构发生倾斜的情况下，仍具有较大倒塌风险，若贸然展开救援，可能会加重建筑倾斜趋势，甚至发展成复合型倒塌形式。因此，在该类倒塌建筑物中展开抢险救援工作时，应由专业人员对建筑结构的风险等级进行评估，对可能发生断裂的结构进行必要的支撑和防护，才能继续展开救援。这一过程中，需要综合性的考虑建筑物的倾斜程度、受力情况、整体高度等因素，分析建筑物的应力集中点，应用枕木、立柱等强度合格的支撑物对建筑进行支撑，也可现场取材，灵活使用倒塌的树木、门板、衣帽架等进行支撑，支撑方式可应用T型支撑、水平支撑、墙角支撑等不同方式，为深入建筑内部展开救援创造安全条件。

进入建筑内部后，根据被困人员被困状况，帮助其移除或清理埋压物，再通过临时担架、垂直升降或转运系统等对其进行转移。在地震灾害时，就必须考虑推土机、挖掘机等数量配比，用以排除危险建筑；同时还需考虑人员营救时必备的顶撑、破拆等工程装备，以确保多种作业施救情况下的救援效果。

3.2 塌落型建筑物抢险救援技术及设备需求

在该类型倒塌建筑物抢险救援现场采用的救援技术具有较强的综合性，通常会将打孔扩孔、顶升支撑、破拆切割、移除搬运等技术互相结合和配合，以人工方式打通救援通道，对被埋压人员进行救援，还会使用相应的机械设备，如起重机等。

（1）斜靠型局部坍塌建筑多是以单面墙体对倾斜墙体进行支撑，使二者之间留存一定夹角，进而形成生存空间，在进行抢险救援时，应保障单面墙体的稳定性，避免使生存空间发生二次倒塌，可在斜靠墙体的两侧以水平方式进行打孔挖掘，或对其倒塌过程中自然形成的孔洞进行扩张和支撑，以此打通救援通道。注意在接近被困人员位置后，应换用小型手动工具或徒手作业，避免机械伤人。

（2）在V字型倒塌建筑物中可能存在多个支撑结构，在建筑四周形成多个三角形状的生存空间，此种情况下，若判断人员埋压点结构稳定性较强，可配合起重设备对中间倒塌结构进行整体性移除，然后再配合小型挖掘设备以水平掘进形式靠近人员埋压点，创造救援条件。需要重点注意的是，在展开水平扩孔、掘进作业时，不应破坏三角形生存空间原本的受力结构，在掘进、扩孔过程中，应注意及时进行支护。

（3）悬臂型倒塌建筑物主体结构完成性通常较为良好，可使用机械吊臂将困在悬臂上的人员进行转移。这类人员转移的速度相对较快，因此一旦发生地震，这类建筑物的整体塌陷可能性很低，正是因为主体的完整性也为人员伤亡损失的减低奠定了基础。

（4）夹层型建筑物因为整体性倒塌，因此很多人员可能会被埋在一定的夹缝当中，不可贸然开展救援，需要一定的观察基础和方案设计，本文认为可在夹层上部或下部楼板中进行开孔救援，或直接对夹层缝隙进行横向爆破。这类建筑往往需要手持生命探测器、建筑物坍塌搜救设备等积极配合。

3.3 复合型建筑物抢险救援技术及设备需求

此种受损类型建筑物需要采用先支撑、后挖掘的形式展开抢险救援，需要根据现场实际情况，结合身陷困境人员的伤亡情况、震源范围等，灵活地采用多种救援方式进行配合，才能最大程度保障救援效率。现实中，一般都需要对复合型建筑物的建筑设计、建筑结构、使用年限等进行分析，然后出具具体的救援方案，有条不紊的展开救援。既然是复合型建筑物，因此抢险设备需求就比较多，例如，生命探测仪、挖掘机械、起重机械及小型液压设备、吊车等。

4 结语

综上所述，地震灾害作为一种突发性强、危害性大的自然灾害，具有极强的破坏力，因地震能量冲击导致的建筑倒塌现象是造成地震灾害伤亡的主要原因之一，深入分析地震后建筑物的倒塌类型，根据不同建筑倒塌类型、建筑物内生存空间分布位置、建筑受力特点等，选用合适的抢险路线和救援技术，对缩短救援时间、提高救援效率、规避二次伤害、提高地震被困人员的存活率具有重要意义。本文从救援技术和设备选用两个角度予以梳理。