摘要:地震灾害中的建筑物倒塌是指由于在地震的强力破坏作用下,造成各种建筑结构整体或局部倒塌,导致大量人员和财产损失。如何针对地震建筑倒塌的事故现场,通过有效运用装备、技术,高效地开展生命通道创建,快速营救出幸存者[1]。
本文在参考地震建筑倒塌相关资料、实际救援以及救援技术模拟培训中的有关经验总结,分析了当前建筑倒塌现场顶撑技术救援难点,通过对顶升装备优缺点及性能分析和典型建筑倒塌形式下顶撑作业创建生命通道的难易程度阐述。研究了地震建筑倒塌现场的顶撑技术及其应用,得出了针对被困者运用顶撑技术创建生命通道所对应的顶撑技术,以及其在顶撑救援过程中的注意事项。
1 顶撑技术的目的及意义
顶升是指采用专业设备对整体性好、强度高、重量大(或上覆物较多)的废墟构件进行短距离平稳移动,旨在解除压在伤员身体上的载荷,创建营救空间。而在顶升的同时,为防止构筑物失稳发生二次坍塌,一般会在顶升支点附近利用垫木进行支撑,故此种边顶升边支撑的营救方法统称为“顶撑”[2]。
2 顶撑技术的难点
顶撑技术是地震救援中创建营救通道的常用技术之一,但由于顶撑作业中将面临错综复杂的倒塌构建,顶升作业时一是会引起与被顶升构建毗连的其他构建产生不可控位移;二是由于构建材料和房屋构件在倒塌堆叠过程中在空间分布上具有随机性,因此顶撑会引起构建重心发生偏移;三是顶撑作业一般多采用多点顶升的方法,因此需要作業人员紧密配合和精细操作,确保构筑物按照预定方向移动。
3 典型建筑倒塌形式下顶撑作业受限性分析
根据建筑倒塌的形式和在建筑倒塌实际救援的经验总结, 对于建筑物倒塌,构成生存空间的多为楼板、桁梁、墙体等,按其型式主要有四类,即倾斜式、V型倒塌、叠饼型倒塌和无规则型倒塌[3]。
3.1 倾斜式倒塌
单斜式生存空间是在楼板或房顶的一侧失去支撑,而另一侧支撑相对完好的情况下形成的,如图1。
3.2 V型倒塌
V型式生存空间是由于楼板的中部坍塌,楼板的两边承重墙和其它上部的楼板却没有倒塌,如由于坍塌楼板靠承重墙处仍被支撑着,则在其下面可能分别形成两个生存空间,如图2。
3.3 叠饼型倒塌
叠饼型倒塌是由于建筑物内部多层楼板水平塌落,因各楼板上原存放的较大且坚实的家具或其他物品起到了支撑楼板的作用,而在坍塌楼板之间形成多个生存空间,如图3。
3.4 无规则型倒塌
无规则型倒塌是因为倒塌物内部各种较大和坚实的构件或物体,在某一部位相互挤靠支撑形成的,因为其形成的随机性很大,很大程度取决于原建筑物内部的分隔和家具的分布,如图4。
顶撑作业根据装备的尺寸和作业特性,对作业环境有较为苛刻要求,顶升的实质目标是对废墟构件进行短距离平稳移动创建营救空间,因此针对以上四种不同倒塌类型由于倾斜式、V型倒塌一是具备有效的作业空间;二是由于坍塌楼板靠承重墙处仍被支撑着直接为顶撑作业提供了清洁坚实的地面支撑基础,而叠饼型倒塌和无规则型倒塌不具备以上两个条件,因此在实际运用顶撑技术救援中倾斜式、V型倒塌优于叠饼型倒塌和无规则型倒塌。
4 顶升装备的分类及优缺点
顶升装备按照动力源不同一般可分为气动顶升和液压顶升两种类型。
气动顶升装备一般由充气机、高压气瓶、输气管、气动顶升工具和压力控制附件等组成。常用的气动顶升工具有起重气垫、起重气球等。
液压顶升装备一般由液压泵、液压油管和液压顶升设备组成。常用的液压顶升装备有千斤顶、液压顶杆,此外液压扩张钳、开缝器也是顶撑操作中必要的辅助设备[4]。
5 顶撑装备性能分析
顶撑装备在作业初期具有顶升力大的特点,但是随着顶升高度的增高其顶升能力会出现大幅的下降,表2给出了高压顶升气球的顶升能力曲线变化图,从表中可以看出,高压顶升气球顶升能力与顶升高度的变化非线性变化,顶升能力为70吨的气球在达到最大顶升高度是其顶升能力骤降到10吨。
6结论
1.顶撑作业前,要掌握顶撑构件密度,估算被顶撑构件重量,确定顶撑作业位置,从而选择可靠安全的顶撑器材。
2.开展顶撑作业前,必须对需要顶撑的建筑构件进行支撑加固,防止顶撑作业时因结构发生变化对被困人员和营救人员造成二次伤害。
3.开展顶撑作业创建营救通道时,必须采取边顶升边支撑的方法,防止顶撑高度过大,对被困人员和救援人员造成伤害,且顶升装备不能用于支撑。
4.顶撑作业的高度和宽度必须确保救援人员和器材装备完全通过,防止因通道狭窄影响救援工作。
参考文献
[1]GB / T 29428.1—2012,地震灾害紧急救援队伍救援行动第1部分:基本要求[2]GB / T 29428.2—2014,地震灾害紧急救援队伍救援行动第2部分:程序和方法
[3] 王恩富,黄宝森.地震灾害紧急救援手册.[M].地震出版社,2012.
[4]贾群林,何红卫,白鹏飞,李尚庆.地震营救救援培训的组织与管理.[M].地震出版社,2014.
资助项目及项目编号:
“城市及城市群地震重灾区现场人员搜救技术研究”子项目“生命通道快速构建与优选技术”分项课题 (2018YFC1504404)资助