坑道救援技术介绍

坑道救援技术介绍

随着我国经济社会的快速发展和城市化建设步伐的不断加快，各种种类繁多的坑道随处可见，坑道事故发生的频率直线上升，带来的直接和间接的人员伤亡和财产损失愈来愈大，我国每年有约350余人死亡，5000余人致伤（残），财产损失难以估量！2014年5月26日，湖北省安陆市发展二路北延工程在建工地坑道突然塌方，造成1名被困民工遇难和实施救援的3名消防官兵牺牲，令人扼腕。坑道救援

国内迄今没有可以借鉴的范本和成熟的经验

高度专业化的多学科应急处置行动要求拥有专业设备、专业技术和高素质专业人员国内救援难题！坑道救援为全力攻克坑道事故救援这一消防难题，今年以来，湖北总队按照部局“普通中队特勤化、特勤中队专业化”总体部署，在孝感建立坑道救援训练基地，并组建救援专业队，研究探讨坑道救援技术，规程。初步形成了坑道事故救援技术体系、专业队建设标准和标准化处置。坑道的基本知识一坑道救援防护技术二坑道救援专业队建设标准三坑道救援实战处置规程四本部分的重点是认识土壤和坑道。首先介绍土壤的分类及稳定性，以及土壤稳定性与坑道救援的关系；再从消防救援的角度对常见坑道类型进行定义和分级，分析坑道的危险性，并将结合消防救援工作阐述坑道的坍塌危险性和救援事故的特点。一、坑道的基本知识（一）土壤所有的坑道都是在土壤被开挖后形成的，土壤的稳定性直接影响到坑道救援的成功与否，因此，认识和了解土壤是开展坑道救援的基础与前提。1、分类在坑道救援研究中，我们根据土粒间有无粘聚力将土壤分为无粘性土和粘性土两类来进行研究。《土的工程分类标准》（GB/T50145-2007）一、坑道的基本知识（1）无粘性土。无粘性土包含巨粒土和粗粒土，根据粒径大小的不同可分为漂石、卵石、砾石土和砂石土。（2）粘性土。粘性土主要为细粒土，根据粒径大小的不同可分为粉土和粘土。漂石(＞200mm)卵石(60-200mm)砾石土(2-60mm)砂石土(0.075-2mm)粉土(0.005-0.075mm)粘土(＜0.005mm)一、坑道的基本知识2、土壤稳定性静态的土壤是相对稳定的，研究多种不同类型的坑道事故救援发现，几乎所有的事故都是由于坑道开挖后土壤失去稳定性发生坍塌而造成的。1773年，法国物理学家库伦（C.A.Coulomb）提出造成土壤失去稳定性的最主要的原因是土壤发生剪切破坏，而土体抵抗剪切破坏的极限能力称为土的抗剪强度，是衡量土体稳定性的一项重要指标。并给出了计算公式：τf=c+σtanφ其中τf为土的抗剪强度，c为粘聚力（内聚力），σ为剪切面法向正应力，φ为内摩擦角,σtanφ为内摩擦力。下面我们介绍影响无粘性土和粘性土稳定因素一、坑道的基本知识密实程度土的骨架和填充物稳定性密实骨架颗粒交错紧贴连续，空隙填满密实。稳定，不易发生坍塌中密骨架颗粒疏密不匀，部分不连续，空隙填满但不密实。较稳定，可能发生坍塌稍密多数骨架颗粒疏密不接触，填充物较多，但较松散。不稳定，易发生坍塌松散骨架颗粒有较大空隙，填充物少。不稳定，易发生坍塌无粘性土稳定性类型性质稳定程度干强度判别土在干燥状态下的一种定性指标干强度越高，稳定程度越好塑性在外力作用下，土能稳定发生永久变形而不破坏其完整性的能力塑性越高，稳定程度越好韧性土在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力韧性越高，稳定程度越好抗渗性土吸收水的难易程度抗渗性越高，稳定程度越好粘性土稳定性

土壤稳定性与坑道救援的关系——在坑道开挖后，土体的密实度、含水量发生变化会导致其稳定性降低，在坑道开挖后，土体的密实度、含水量发生变化会导致其稳定性降低。因此，所有开挖过的土壤都应视为不稳定，在救援时必须采取最高级别的防护措施。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）一、坑道的基本知识（二）坑道定义：坑道是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，最基本的作用是为了给地下工程敞开开挖创造条件。1、分类《危险性较大的部分分项工程安全管理办法》深坑道：开挖深度超过5米（含5米）的土方开挖、支护、降水工程；开挖深度虽未超过5米，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的土方开挖、支护、降水工程。浅坑道：开挖深度不超过5米的土方开挖、支护、降水工程。消防部队所研究的坑道救援主要是指浅坑道的救援一、坑道的基本知识2、结构坑道壁外角坑道边内角坑道趾坑道底坑道顶弃土堆一、坑道的基本知识3、常见类型直（狭缝）坑道L形坑道T形坑道X形坑道箱式坑道竖井一、坑道的基本知识（三）坑道的危险性1、易坍塌2、易泄漏3、易渗水4、易中毒5、易触电（四）造成坑道发生破坏的危险因素1、土质强度抗剪强度小的土易坍塌抗剪强度大的土不易坍塌一、坑道的基本知识2、坑道自身稳定性坑道的内角已开裂，随时可能发生坍塌3、水坑道中有水时必须采取排水措施4、震动振动可能导致弃土滑入坑道5、设计缺陷失去支撑的坑道发生坍塌6、地下设施暴露的公用设施管线必须进行支撑7、违章施工8、周边环境10、土的冰冻解冻9、时间因素一、坑道的基本知识（五）坑道救援特点坑道救援1、突发性强难以防范2、危险性大易发生次生灾害3、专业性强，救援难度大坑道的基本知识一坑道救援防护技术二坑道救援专业队建设标准三坑道救援实战处置规程四

坑道事故救援中常会发生次生灾害，因此救援队员在进入坑道实施救援前，必须设置防护系统，并在防护系统的保护区域内实施救援作业。本部分我们介绍三类基本防护系统——支护系统、遮护系统和放坡降险系统。二、坑道救援防护技术定义：防护系统是指当发生塌方、物料从开挖面掉落或滚落至开挖处以及相邻结构坍塌时，为坑道内人员提供安全防护和紧急避险的系统。防护系统支护系统遮护系统放坡降险系统原则：以支护系统为主、遮护系统为辅、放坡降险系统为备用手段二、坑道救援防护技术（一）支护系统

支护系统是对坑道侧壁及周边环境采用的支撑、加固与保护措施，从而保证坑道周边环境的安全。适用于深度1.5m—5m的坑道，动用资源较少，机动性强，适应性好，是坑道事故救援现场采用最多的一类防护系统。1、系统组成壁板（挡土板+立杆）挡土板：支护系统的重要组成部分，与其他辅助构件搭配使用，直接作用于坑道壁，防止坑道壁坍塌。立杆：用于加固挡土板，一般用模钉将其钉在挡土板上，作为加压时的主要承重构件壁板：挡土板与立杆的组合构成壁板，可在坑道外预制或就地安装二、坑道救援防护技术木质支杆液压支杆气动支杆机械支杆支杆：支护系统加压的基础构件。主要分木质支杆、机械支杆、液压支杆和气动支杆横撑：横跨坑道壁无防护区域的横向构件，用于连接坑道坍塌形成的空隙或交叉坑道之间的空隙。二、坑道救援防护技术跨桥与爬梯：跨桥由跨过坑道顶部的木板组成，主要是为爬梯提供支撑，同时为救援人员跨越坑道提供通道。跨桥的横截面一般为50×300毫米，通常将跨桥固定在边板上。爬梯由于强度高，质量轻，常用作救援人员进出坑道实施作业的通道，在放置爬梯的过程中，应避免对被困人员造成二次伤害，爬梯设置完毕后，利用卷结固定在跨桥上。

跨桥与爬梯羊角：羊角为长度较短的50mm×110mm木质材料，可用于支撑支杆、将辅助挡土板连接至其他壁板和垫片、充填空隙或用于其他装置。大撑木：大撑木由支杆和羊角组合而成，当双横撑连接坑道空隙或延伸至L形坑道边角时，位于双横撑之间作支撑使用。羊角与大撑木二、坑道救援防护技术楔：用于为木支杆加压和回填，或充填支护系统中的其他空隙模钉：使坑道支护中的支护系统和部件采用正接固定的金属部件锯制板：根据救援现场需要，所制作的不同型号尺寸的木板二、坑道救援防护技术2、系统分类木支护系统气动支护系统

支杆为木质材料，其特点是造价低、易切割，不需要维护保养，使用完毕后不必拆除，适用范广。

支杆为气动装置，其特点是重量轻、强度高，安装快，也可以通过增设延长杆增加支护宽度，适用于各种类型的坑道支护。二、坑道救援防护技术液压支护系统机械支护系统（管式螺旋）

支杆为液压装置，其特点是安装和拆除速度较快，支撑时间一般在30分钟以内，常配合液压机动泵或手动泵组合使用，通过增加液压软管长度，可实现远程操作。

支杆为螺杆式千斤顶或管式螺旋千斤顶。其特点是携行方便、适用于狭窄坑道，一般与木支护系统搭配使用。机械支护系统（螺杆式）二、坑道救援防护技术3、设置要求在搭建支护系统时，为确保支护系统各部位受力均匀，并满足救援人员作业空间，应根据坑道的深度不同，结合不同地域的土质情况，科学设置支护系统主要承重构件的分布。深度小于3米的坑道支护系统设置分布图砂质土类最大深度（m）立杆(截面尺寸cmxcm)支杆最大竖向间距（m）支杆最大横向间距（m）横杆最大竖向间距（m坑道允许宽度（m）支杆（截面尺寸cmxcm）7x711x115x11+11x1114x145x11+14x142.05x301.21.2-2.03.0-3.5-2.55x301.21.2-1.53.0-3.5-35x301.21.2-1.52.5-3.5-3.55x301.21.21.21.0-3.0-3.54.5x300.91.21.2--2.5-3.04.55x300.91.21.2--2.5-3.055x300.61.20.9--2.0-2.5支护系统主要承重构件设置分布要求表二、坑道救援防护技术4、使用方法（1）测量坑道尺寸。（2）科学选择合理的支护系统。（3）安装：按照安装壁板、跨桥爬梯、支杆、横撑、回填、增补系统的顺序进行安装。安装壁板安装跨桥爬梯安装支杆安装横撑回填二、坑道救援防护技术（二）遮护系统

遮护系统一般为预制结构，其防护构件由高强度的金属或合金组成，可承受坑道壁坍塌产生的横向力，为坑道内人员提供安全防护，紧急情况下也可作为救援人员的避难设施，适用于深度大于2.2米的坑道，可单独使用，也可与其他防护系统配合使用。（1）坑道遮护物（2）坑道槽遮护物

救援人员作业时，必须在遮护系统保护范围内，当需要移动遮护系统时，救援人员必须撤出坑道。二、坑道救援防护技术（三）放坡降险系统放坡降险系统是对坑道壁或坑道边进行开挖，形成坡面或台阶，从而减小坍塌危害的一种防护系统。1、放坡原则根据《建筑工程消耗量标准》规定：（1）坑道深度在1米以内，不考虑放坡；（2）坑道深度在1米-2米内，按照1：0.5放坡；（3）坑道深度在2米-4米内，按照1：0.7放坡；（4）坑道深度在4米-5米内，按照1：1放坡；2、放坡降险系统适用范围及注意事项

放坡降险系统适用于较开阔的坑道救援现场。当救援人员走近坡底或坑底时会有危险，需再次搭建支护。由于放坡降险系统操作复杂，且对受困人员产生的风险更大，因此救援人员不应将其作为首选救援方式。坑道的基本知识一坑道救援防护技术二坑道救援专业队建设标准三坑道救援实战处置规程四

这一节我们主要从坑道救援专业队的人员编配、应急响应等级、作战编成、装备配备标准等四个方面给大家进行介绍。三、坑道救援专业队建设标准（一）专业队人员编配标准人员编配指挥组侦察警戒组切割安装组支护救援组单位人数岗位指挥组支护救援组切割保障组侦查警戒组坑道救援队12—20人2人6—10人2—5人2—3人人员配备标准（二）应急救援响应等级响应等级指挥员消防救援队应急联动力量一级中队指挥员辖区救援队公安、医疗二级支队全勤指挥部指挥长支队调集临近一个救援队及特勤救援队增援公安、医疗、工程专家、安监三级支队首长支队调集多个救援队及特勤救援队增援公安、医疗、工程专家、安监、环保、供电、供水四级总队全勤指挥部指挥长调集多个支队特勤救援队增援公安、医疗、工程专家、安监、环保、供电、供水、矿山救援队备注坑道事故为深坑道时（深度超过），处置所需要调集的资源已远远超出消防部队救援能力，调度应以相关专业救援队伍为主，辖区和特勤坑道救援队作为辅助力量，协助开展救援工作。三、坑道救援专业队建设标准（三）作战编成车辆分类编队人员分组定位器材分块集成思路一级灾情：责任区中队、3车、15人；二级灾情：3个中队、6－8车、30－35人；三级灾情：3个以上中队、8－15车、35－50人；四级灾情：3个以上中队且含2个以上特勤中队，50人以上。前场指挥员后场指挥员作战行动、现场安全外围警戒、战勤保障及联动力量的组织协调。三、坑道救援专业队建设标准

救援队

指挥组

人员施救组

支护安装组

侦察警戒组2X车辆编队抢险救援车坑道事故救援车防化洗消车……水罐车三、坑道救援专业队建设标准响应等级调集车辆调集人员参与救援中队数量一级坑道事故救援车1辆、抢险救援车1辆、水罐车1辆指挥组：

2人侦查警戒组：

3人支护救援组：

5人切割保障组：2人灭火战斗班1个1个辖区中队二级坑道事故救援车1辆、抢险救援车3辆、水罐车2辆、洗消车1辆、皮卡车1辆指挥组：

4人侦查警戒组：

3人支护救援组：

12人切割保障组：5人灭火战斗班2个2个普通中队、1个特勤中队三级皮卡车3辆以上、抢险救援车3辆以上、水罐车2辆以上、洗消车1辆、战勤保障车1辆、坑道事故救援车1辆、照明车1辆、充气车1辆指挥组：

6人侦查警戒组：8人以上支护救援组：15人切割保障组：10人灭火战斗班2个2个以上普通中队、1个特勤中队四级皮卡车3辆以上、抢险救援车3辆以上、水罐车2辆、洗消车1辆以上、照明车1辆以上、坑道事故救援车1辆以上、战勤保障车1辆以上、指挥组：

6人以上侦查警戒组：8人以上支护救援组：20人切割保障组：16人灭火战斗班2个1个以上普通中队、2个以上特勤中队三、坑道救援专业队建设标准（四）装备配备标准1、个人防护类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份比1抢险救援头盔保护救援人员在救援过程中头部免受坠落物冲击及侧向挤压1顶/人4︰12抢险救援服为救援人员提供对体液接触的防护。具备透气、防静电、抗油拒水、耐磨、轻便、抗拉力强等性能2套/人4︰13抢险救援靴防止救援人员脚部被尖锐物体刺伤。2双/人4︰14抢险救援手套保护救援人员手部不被木头、金属等划伤2双/人4︰15护目镜防止灰尘、碎屑影响救援人员视线，避免受困人员体液对眼部伤害1个/人4︰16安全带用于救援人员在坑道爬梯上进行支护时的保护，防止坠落到坑道内，也可以用于解救被困人员1条/人4︰17绳索、挂钩在坑道救援中，使用绳索和挂钩。它有助于为救援人员提供坠落防护，并在解救受困人员时使用1套/人4︰18防爆头灯用于在坑道中作业的救援人员提供照明1个/人5︰19口罩用于坑道中有大量灰尘时对救援人员呼吸道的保护1副/人5︰110空气呼吸器当坑道里及周围大气被污染时使用，保护救援人员呼吸道不被侵害1具/人5︰111移动供气源当坑道里及周围大气被污染且坑道空间狭窄，不能使用空气呼吸器时使用1套—三、坑道救援专业队建设标准2、侦察检测类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份比1雷达生命探测仪坑道内搜寻被埋人员的一种仪器，当人员被完全埋在土里面后，方便救援人员快速确定搜寻范围，提高救援效率1套1套2可燃气体探测仪用于侦查监测坑道内是否有可燃气体以及可燃气体浓度，避免出现二次事故1部1部3有毒气体探测仪用于侦查监测坑道内是否有有毒气体以及有毒气体浓度，避免出现二次事故1部1部4电动测距仪用于测量坑道的尺寸1部—5热成像仪用于搜索被埋压的被困人员1部—3、警戒标识类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1警戒带用于现场警戒，划定安全区域，将无关人员隔离开10盘—2警戒桶与警戒带组合使用15个—3危险标识牌对救援现场危险源进行标识1套—4红绿旗对救援现场危险源进行标识20副—三、坑道救援专业队建设标准4、破拆排险类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1铲子用于坑道内狭小空间内开挖4个4个2铁锹用于坑道现场铲除弃土5把2把3机动链锯是切割小组的主要工具，用于切割木材，制作支护所需的支杆和壁板1部—4无齿锯切割钢制挡土板及破拆坑道内金属阻拦物1具—5电动锯木机用于快速切割木材，制作各种尺寸的支杆、楔，精准度较高1部—6电动切管机用于切割各种尺寸的金属钢管制作管式螺旋千斤顶1部—7钢筋速断器快速破拆坑道内钢筋，提高救援效率1部—8铁铤用于坑道内向下挖掘土壤，特别是在狭窄空间内，方便操作5根—9坑道送风机主要用于对坑道进行通风，排除坑道内的可燃、有毒气体，确保坑道内救援人员和被困者有一个良好的空气环境1台—10抽水泵主要用于对坑道内的水渍进行排除，确保支护系统的稳定以及被困者的安全1台—三、坑道救援专业队建设标准5、支护类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1爬梯用于坑道内，架设支护系统时使用，也可用作横撑2部1部2液压支杆液压支护系统重要组成部分，两壁板之间的支杆，用于对壁板加压1套1套3气动支杆气动支护系统重要组成部分，两壁板之间的支杆，用于对壁板加压1套1套4螺旋千斤顶支护系统重要组成部分，两壁板之间的支杆，用于为壁板加压1套1套5填充气垫用于填补壁板后侧的缝隙，确保壁板后面的坑道壁受力，确保支护系统的稳定2套—6板材用于支护坑道壁。板材分木质、铁质、铝质木质10块、铁质2块、铝质4块木质10块7木条用于制作支杆、横撑10条5条三、坑道救援专业队建设标准6、运输类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1战勤保障车运输救援现场所需要的物资1辆—2皮卡车运输救援现场所需要的物资1辆—3器材运输车运输救援现场所需要的物资1辆—7、照明类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1移动照明灯组用于夜间照明车辆无法靠近坑道时，对救援现场进行照明使用1套—2手持强光灯用于坑道内照明使用3具6具三、坑道救援专业队建设标准8、救生类配备标准9、通讯类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1救援三脚架架设在坑道上，用于吊升坑道内的土壤以及被困人员1部—2多功能担架用于营救狭窄坑道内的被困人员1具—3安全吊带用于救援人员作业使用以及吊升被困者2个4个序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1无线手持式电台用于救援现场前后方、各班组间的通讯8部—2头骨振动式通信装置救援人员之间以及与指挥员间的无线通信，距离不低于，可配信号中继器4个—3图像传输设备用于将现场情况转变成影像资料实时传输到后方指挥部1套—三、坑道救援专业队建设标准10、辅助类配备标准序号装备名称主要用途或技术性能坑道救援队配备数量备份1卷尺用于测量坑道的尺寸2个1个2三角尺用于精确测量木板的尺寸2把1把3弹墨用于快速在木材上标注直线，方便切割3支2支4电源线盘为救援现场用电设备供电1个1个5发电机为救援现场用电设备供电1台—6锤子用于固定支护系统各部件3把3把7气动打钉枪用于快速固定各木构件1把1把三、坑道救援专业队建设标准（五）基础支护构件选型标准种类材质截面尺寸（mm·mm）\尺寸（mm·mm·mm）支杆松木、槐木截面尺寸:110×110、140×140横撑松木、槐木截面尺寸:110×110挡土板竹质胶合板尺寸:2400×1200×18立杆松木、槐木截面尺寸:50×300楔松木、槐木截面尺寸:50×110、110×110羊角松木、槐木截面尺寸:50×110大撑木松木、槐木截面尺寸:50×110跨桥松木、槐木截面尺寸:50×300木质支架松木、槐木截面尺寸:110×110锯制板松木、槐木截面尺寸:50×110木条松木、槐木尺寸:50×110×2000、110×110×4000、140×140×4000坑道的基本知识一坑道救援防护技术二坑道救援专业队建设标准三坑道救援实战处置规程四

坑道事故救援行动要坚持“救人第一、科学施救”的指导思想，进入坑道救援前应搭建防护系统，在确保自身安全的前提下，协同施工单位技术人员、土木工程专家等共同开展救援行动。本节我们主要探讨开挖深度不超过5米浅坑道的处置规程，开挖深度超过5米的深坑道由专业力量施救，消防部队作为辅助力量协助救援。四、坑道救援实战处置规程（一）接警调度1、警情受理（3）途中询情。开挖时间、坑道用途、形状、尺寸，土壤干湿状况，坍塌位置、原因、面积，人员被困数量、位置。（1）问清情况。事故发生的地点、时间、天气状况、有无人员被困，坑道用途和内部有无积水、可燃有毒气体、地下管线等。（2）先期指导。引导报警人迅速停止坑道周边大型机械作业、疏散周边人员，在主要路口接应救援队。2、力量调度就近调度、迅速增援坑道救援专业队车辆器材装备社会联动力量四、坑道救援实战处置规程四、坑道救援实战处置规程（二）侦查检测1、询问知情人（1）内部及周边有无市政施工管线及类别、其它毒、电、气、水等危险；坑道开挖的时间、坍塌时间、坍塌方位、坍塌形式，坑道坍塌前深度。（2）人员被困数量、位置2、接近坑道（1）在坑道边铺设边板，进行坑道边缘防护。（2）侦查人员原则上必须从坑道顶接近坑道。（3）如不能从坑道顶接近坑道，要从侧面接近时，要与坑道边保持0.8～1米的距离。3、现场检测（1）弃土堆放情况及其稳定性判定（2）标识被困人员（3）测量坑道尺寸数据（4）标识危险源四、坑道救援实战处置规程（三）安全警戒1、划定警戒区。根据《建筑工程消耗量标准》规定，从最不利条件下考虑，按1:1的放坡系数计算：三层警戒：第一层：划定半径100米为集结区；第二层：划定半径50米为准备区；第三层：以坑道深度半径划定核心操作区。四、坑道救援实战处置规程2、安全控制（1）设置安全员（至少2名）安全员1安全员2出入登记控制人员安全观测紧急避险四、坑道救援实战处置规程（四）初步排险1、危险源排除（1）停止周边大型机械作业、管制附近车辆通行等影响坑道稳定性的振动源。（2）通知相关部门关闭周边供水、供气、供电等公用设施，防止二次灾害。（3）救援人员应站在边板上，面向坑道，将弃土清理至坑道边1.5m以外。（6