坑道埋压事故的救援技术研究

孙乐

百色市消防救援支队

摘 要：坑道救援，一直是全世界各国消防组织致力攻克的疑难课题，危险因素多、处置难度高、救援时间长，易引发次生灾害、安全防护救援难度大等是坑道事故救援的特点难点。目前，全国消防救援队伍处置坑道事故的救援研究还处于基础阶段，救援缺乏理论指导，防护缺乏安全知识，训练缺乏系统性，有针对坑道救援的专业性训练比较少。本文在参考相关文献的基础上，系统的阐述了坑道及坑道救援的相关理论依据，总结了坑道救援行动中具体的准备工作、风险防范工作以及现阶段坑道救援行动中存在的问题，同时结合自己多年的工作实践，提出了完善坑道救援行动的一系列建议，希望可以为今后的坑道救援实战提供必要的参考。

关键词：坑道；坑道救援；风险防范；建议

引言

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施工随处可见，坑道事故发生直线上升，带来的人员伤亡和财产损失愈来愈大。据统计，我国每年有约350余人因坑道施工事故死亡。由此可见，加快解锁坑道救援技术，进一步提高消防队伍的坑道救援能力具有重要的现实意义。

1 坑道的概念及坑道救援理论概述

1.1坑道的概念

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。其中深坑道是指，开挖深度超过5米（含5米）的土方开挖、支护、降水等工程；浅坑道是指，开挖深度不超过5米的土方开挖、支护、降水等工程。

1.2坑道的类型

（1）直（狭缝）坑道：这种类型的非交叉坑道是在一条直线上开挖而成，使两侧的土壤暴露。

（2）L形坑道：通过形成90°角的方式开挖而成的一种交叉坑道，其中两条坑道相互交叉。

（3）T形坑道：通过形成一个T形的方式开挖而成的一种交叉坑道，通常在安装或更换下水管道时出现。

（4）X形坑道：通过形成一个X形的方式开挖而成的一种交叉坑道，这是安装或更下水管道时所采用的另一种形式的坑道。

（5）箱式坑道：开挖长度和宽度相当的坑道，底部截面通常为方形或长方形，用作对公用设施管线进行维修。

（6）竖井：在均匀且有限的横截面上打通一个垂直或倾斜开口，用于勘探或开采矿石、提升水位或使其为地下作业区通风。

1.3坑道的危险性

1.3.1易坍塌

坑道边坡的坡度太陡，围护结构的锚固深度太小，或支撑力不够，都有可能导致坑道丧失稳定性而发生坍塌。坑道的坍塌可能缓慢发展，也有可能突然发生，有的有明显的触发原因，如振动、暴雨、超载或其他人为因素，有的却没有明显的触发原因，这主要是由于土的强度逐渐降低引起安全度不足造成的。

1.3.2易泄漏

在坑道下方有天然气、输油管线等易燃易爆气（液）体输送管道的情况下，救援过程中若对其造成破坏，有可能会发生泄漏，进而引发爆炸。

1.3.3易触电

在坑道下方有电线或电缆的情况下，救援过程中若对其造成破坏，有可能会发生触电，另外，坑道工程中使用的机器线路也可能发生漏电，对被困人员和救援人员造成伤害。

1.3.4易渗水

在坑道下方水管线路或下水道，救援过程中若对其造成破坏，有可能坑道积水，引发坑道坍塌。

1.3.5易中毒

坑道开挖过程中，随着深度的增加，坑道中氧气浓度会不断降低，另外随着开挖深度的增加，有可能会产生有毒气体，造成坑道内作业人员发生气体中毒。

1.4 坑道救援的特点

首先，坑道救援的突发性强，难以防范，受施工条件与施工环境的影响，坑道工程存在许多复杂性和不确定性因素，且坑道土体发生变形破坏之前几乎没有任何征兆，突发性极强，变形破坏一旦发生，速度极快。

其次，危险性大，很容易发生次生灾害，如果坑道下方埋有市政公共设施（如天然气管道、下水管道、电缆线等），当坑道发生坍塌时，可能会对这些公共设施造成损害，导致发生如易燃易爆气体的泄漏或爆炸、触电事故等次生灾害；同时，发生过坍塌的坑道会因受自身剪应力的影响，或因失去支护而发生二次坍塌，会对救援人员造成人身伤害。因此，在进行坑道救援时，必须在支护系统搭建完毕后才能开始行动，且作业区域不得超过支护范围。

最后，救援专业性很强，而且难度很大，坑道救援是一项综合性技术，专业性较强，救援人员除具备最基本的体能、技能和智能外，还要掌握一定的物理学、建筑学和工程学等专业理论知识，以及一定的动手能力，能迅速完成支护系统的搭建；坑道救援往往耗时长、调用资源多，协调指挥难度大，救援现场通常作业区域较危险、作业面狭窄，导致救援人员体能消耗大、作业效能低，这些因素都会对救援行动造成困难。

2 坑道救援的准备及保障工作

2.1坑道救援的准备工作

根据坑道救援中易发生坍塌、透水、中毒等灾害特点，因此在进入坑道前，必须进行检测防护。为保证救援行动顺利开展，在开展现场侦查的同时，还要做好以下四方面工作。

2.1.1 做好撤离路线准备

所有的灭火救援都要先准备好撤退和撤退的方法。要尽量通过放坡方法让坑道下施救人员能自行走路撤离，也可以通过绳索辅助撤离。

2.1.2 做好现场警戒

警戒根据任务需求一般划分为三层：第一层划定半径100米的集结区，主要用于救援力量到场后集结待命；第二层划定半径50米的准备区，主要用于救援轮换力量和救援装备的集结；第三层以坑道深度半径划定核心操作区。警戒人员要及时疏散警戒区域内无关人员。

2.1.3 及时设置安全员

初战力量到场后，指挥员应第一时间指派安全员，携带通信设备、高音哨等装备进入核心操作区，对救援现场进行安全评估，并选定安全观察位置，标定紧急避险路线、统一紧急避险信号，测试通信设备。安全员对现场管控要贯穿救援行动始终。

2.1.4 划定人员装备集结区

为救援行动顺利进行，救援行动展开前，根据救援队伍人数、装备数量，合理划定集结区。救援人员待命集结和轮换休息时，要在规定区域，装备集结区要按类别整齐摆放，规范有序。

2.2坑道救援中的保障工作

坑道救援是一项比较复杂的救援行动，一般耗时较长、耗费的人力物力较多。在救援过程中做好各种保障工作对整个救援行动有着决定性的作用。一方面，要做好器材装备保障，

在坑道救援中，搭建支护系统需要大量的木板、木条、模钉、锤子等支护器材；在排险过程中需要使用坑道送风机、抽水泵等器材；在照明时需要使用发电机或供电车辆供电，并做好燃油的储备；在需要使用空气呼吸器时，应备好大量的空气呼吸器瓶及充气设备。另一方面，要做好生活物资保障，在坑道救援过程中，由于救援程序复杂，支护繁琐，时间一般较长，另外在恶劣救援环境下，给救援人员身体、心理带来严峻考验。在后勤保障上要备好饮用水、干粮及时补充救援人员体力，配置雨衣、备用救援服等，防止淋雨或寒冷天气救援服的更换。

3 坑道救援行动中的风险防范工作

3.1坑道救援行动中的险情识别

救援人员在事故现场，应具备良好的安全意识。指挥员应该掌握现场条件，对潜在的危险要能辨别出来，避开危险，保证救援行动安全有效。

3.1.1坑道外围危险因素识别

到达事故现场后，首要任务是做好警戒，将无关人员疏散到安全区域。因为进入重危险区的救援人员，会将全部注意力集中到实施救助坑道内的被困群众身上，往往会忽略周围潜在危险。因此，负责司险的安全员要时刻警惕以下几种情况：一是坑道开挖的时间长短，防止弃土和坑道因内部自身的不稳定性导致侧滑和二次坍塌；二是密切关注气象情况和救援进程，判断是否会发生下雨等极端恶劣天气，提示指挥部调用支护或照明装备；三是密切关注现场大型机械、车辆是否继续作业产生振动导致坑道、弃土发生坍塌；四是密切关注救援人员是否过多进入重危险区，影响救援并对坑道壁的承重能力和稳定性造成损害；五是密切关注坑道周边弃土的干湿度、堆积位置与坑道远近、是否有明显向坑道松动、脱落、侧滑的迹象；六是坑道附近是否存在市政施工管线和其他有毒有害有电等其他危险源；七是现场还有无其他不可预见或影响坑道稳定的其他因素。这些潜在的因素都可能导致坑道会发生次生灾害。

3.1.2坑道内部危险因素识别

救援队在开始救援前必须要求坑道的施工方进行技术交底，内容包括：一是判明坑道开挖是否因违章施工，或因自身支护系统失效而发生坍塌导致人员被困；二是运用本教材第二部分所掌握的专业知识迅速判明土壤类型及稳定性、坑道的类型、结构是否具有稳定性，特别要注意坑道的内角是最容易发生坍塌的薄弱部位；三是判明坑道内部是否有影响稳定的危险源，如电线电缆、燃气管道、下水管道、积水、有毒气体等，防止发生次生灾害。四是判明受困人员的基本情况，如位置、数量、生命体征等。

3.2坑道救援行动中的险情监测工作

险情监测主要有以下方法：

3.2.1目测法

通过对现场施工人员和目击者的询问、对坑道弃土的初步判定，了解人员被困原因、坑道土壤的基本性质和类型，查看坑道内部有无其他危险源，周边有无其他影响坑道稳定的施工作业，为制定救援方案和选择支护类型提供初步依据。

3.2.2仪器检测法

运用生命探测仪、有毒气体检测仪、测距仪等器材准确测量坑道的规格尺寸、人员被困的位置和数量，为确定支护系统和救援方式提供详细数据。

3.2.3科学判定法

在目测和检测的基础上，科学制定选用具体的支护形式、避险方法、逃生路线、自救措施等。

3.2.4警示提示法

按照警戒区的划分，对进入相应区域的人员进行登记，并提示进入重危险区的作业人员数量不得超员、按照预先制定的通信方式，遇到紧急情况发出警报信号，提示作业人员紧急撤离。

3.3坑道救援中的防护系统搭建

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。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，它包含支护系统、遮护系统和放坡降险系统三大类。实际救援中，应按照“以支护系统为主、遮护系统为辅、放坡降险系统为备用手段”的原则，设置防护系统。

3.3.1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。

3.3.2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。因其自重较大，对现场作业环境要求高，需要挖掘机或吊杆起重机安装。

3.3.3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。使用放坡降险系统时应根据坑道深度和土壤类型确定放边坡或台阶开挖的挖掘角度。

4 现阶段坑道救援行动中存在的问题

4.1组织指挥不够严密，风险认识不充分

消防指战员缺少坑道救援技术的基础知识和实战经验，安全风险预判和评估不到位，面对受困群众，存在救人心切、侥幸心理和冒险救援作业，没能充分认识到坑道救援尤其是超过5米以上的深坑救援的重大安全风险。虽设立安全观察哨，但未从根本上消除安全隐患，经常出现带病作业的现象。

4.2救援行动不够规范，安全防护不到位

在对基坑实施支撑稳固的过程中，应优先采用支撑套具、液压顶杆等装备做支撑保护，但是由于材料匮乏、搭建支撑系统时间长，实战中基本采用钢管、方木、木板等做简易支撑，支撑稳固效果较差。救援人员安全防护不到位，紧急撤离路线单一，在避险时，容易导致消防员撤离行动受限，身体受伤。在深入开展作战训练安全管控专项活动期间，对作战安全意识不足、措施不力，虽侥幸未造成指战员伤亡，但仍暴露出安全管控不到位的严重问题。

4.3救援力量不够精干，装备配备较滞后

首先，参战指战员业务素质参差不齐，目前消防指战员承担的任务种类繁杂，造成训练面广难精，面对典型灾害事故时，专业能力不能满足实战需求；其次，现有的消防车辆装备仅能满足常规的城市救援中清障、破拆、牵引等作战需要，对特殊灾害事故不能发挥装备优势；最后，缺乏支撑、切割等各类专业支护装备。由于此类灾害在城市救援体系中发生概率较小，且发生区域不够固定，各消防救援站不能全部配备专业救援器材，导致灾害发生时救援力量只能就地取材，利用周边工地废弃的木板、钢管，制作简易支护系统。

4.4救援方法不够灵活，战术运用单一

在确定坑基底部还有生命迹象的被困人员后，救援人员的救援重点放在扩大被困者生存空间上，未能更多考虑如何做好安全保护，在利用现场现有少量的木板和钢管进行简易支撑保护后，便开展救援行动，救援安全风险系数陡增，没有第一时间选择使用大型机械对基坑四周泥土进行降低坡度处理，面对二次坍塌的风险，应对手段不足。

4.5联勤联动不够高效，未形成救援合力

坑道救援应在救援初期用护板和木方做支护，并制作安全钢架笼，用以保护救援人员及被困者，但在实际救援中相关装备器材运送至救援现场时间过长，导致被困人员伤亡，失去了作用和意义。建筑专业技术力量到场缓慢，由于建筑专业人员对基坑支护和相关木工有技术优势，此类救援需要专业技术人员到场进行协助，但由于此类人员没有救援的职责，实战中一般大型机械开始作业后，才能到场，错过了技术救援的时机。

5 完善坑道救援行动的相关建议

5.1增强安全意识，提高队员紧急避险能力

消防救援队伍应该组织开展坑道救援的针对性专业化培训，对安全员队伍建设、专业训练、装备配备探索研究，先试先行，以便在救援行动中发挥应有的作用。通过集中研讨、专业训练、专题战评等形式，常态化开展典型战例研讨和伤亡案例警示教育，重点查问题、找原因、定措施、补短板。强化对现场环境的安全评估学习与应用，扎实开展紧急避险合成操法训练，使队员熟练掌握在遇险情况下紧急撤离的方法。

5.2强化实战实训，培育专业精干救援力量

针对救援专业人才断层、救援骨干缺乏的现象，可以在全市范围内组织开展轮执轮训培训班，将《坑道救援技术》纳入重点培训课程。同时支队将在下半年精选一批接受能力强、工作干劲足的人员，重点开展坑道救援专业技术、事故处置技战术研究，强化坑道事故处置中的土质判断、作战编队、器材运用、土方支护等实战应用科目训练，逐步建强专业救援人才。

5.3强化器材配备，加快建立装备模块化

首先，建议在消防车上配备木方、护板及工具箱，解决车辆事故、抗洪抢险救援现场支撑保护器械短缺问题，在以往的坑道救援行动中发现，现场砍伐树木制作木方费时费力，效率较低，发生二次坍塌时，支护用的木方、护板仍未到位；其次，推进装备配备模块化，目前消防车配备装备种类繁多，但在面临各类典型灾害时呈现“有”而不“全”的现象，实施救援的紧迫性和装备调集的时效性存在矛盾，应将各类典型灾害所需装备器材模块化装车、装箱，在出现灾情时将对应装备模块化装车，解决救援现场装备不足的问题；最后，立足抢大险、救大灾，分县区开展灾情调查和装备评估。针对性优化现有装备结构，重点提高高精尖装备配备比重，确保装备建设与实战需要相适应。

参考文献：

1. 何 锐. 银泰中心深基坑工程技术研究[D]. 成都:西华大 学,2015.

2. 尹光明. 城市隧道临近建筑物超深基坑支护理论与安全控 制技术研究[D]. 长沙:中南大学,2012.

3. 廖 峻. 武汉地铁五里墩站深基坑变形特性及支护参数设 计研究[D]. 长沙:中南大学,2014.

4. 杨振辉. 重庆某深基坑变形预测研究[D]. 成都:西南交通 大学,2017.

5. 安宏科. 湿陷性黄土场地大型深基坑预应力锚杆与土钉联 合支护结构失稳分析与研究[D]. 兰州:兰州交通大学, 2015.

6. 黄建陵，彭巍，华文鑫．地下工程安全风险管理与控制研究[J]．铁道建筑，2012（1）：77—79

作者简介：孙乐（1988）,男（汉）,河南洛阳人，初级专业技术职务，函授本科,研究方向：灭火救援指挥。

5