地震建筑倒塌救援力量部署研究

2015-12-06郑添添

中国应急救援 2015年1期

◎ 郑添添

地震建筑倒塌救援力量部署研究

◎ 郑添添

本文参阅大量地震倒塌建筑救援资料，结消防部队在汶川、玉树和云南地震救援的经验总结，从空间和时间上分析研究了当前地震建筑倒塌救援的可行性，利用数学概率的方法对力量部署进行量化，提出地震倒塌救援力量的部署方案，以及高效科学的力量部署的组织和注意事项。

消防地震倒塌建筑力量部署

在汶川地震、青海玉树地震、云南地震救援中消防部队不仅承担着地震火灾事故的救援工作，同时也肩负着各类灾害救援事故的处理。在现今地震预警水平低、救援工作压力大、警力不足的情况下，最短时间内抢救出被困人员是地震救援工作能否取得实效的重要体现。

1 地震建筑倒塌救援可行性探析

1.1 被困人员生存空间分析

根据建筑物倒塌形式所形成的救援空间来看，被困人员生存空间[1]分为倾斜支撑型倒塌空间、悬臂型倒塌空间、V型倒塌空间、夹层型倒塌空间。

1.1.1 倾斜支撑型倒塌空间

图1 倾斜支撑型倒塌空间

倾斜支撑型倒塌空间是指建筑物的某一侧支撑墙体发生倒塌破坏或上层地板某一连接处由于地震拉扯作用发生断裂，从而使得上层楼板倾斜倒塌下来，形成的倒塌空间。如图1所示，该类空间由于较好墙体和地面的支撑，以及楼板的遮挡，在发生地震时，被困人员只要位于空间内就可能存活下来。

1.1.2 悬臂型倒塌空间

悬臂型倒塌空间是指由于地震拉扯作用，使得建筑物的一侧墙体完全垮塌，而建筑物的地板或天花板却与建筑物另一侧较完好的墙体自由悬挂着，如图2所示。这种情况被困人员具有存活可能性，但在余震下可能发生再次垮塌的危险。

图2 悬臂型倒塌空间

图3 V型倒塌空间

1.1.3 V型倒塌空间

V型倒塌空间是上层楼板中部不堪重负而发生断裂、坍落的现象，断裂的楼板依靠建筑物两边较完好的墙体支撑形成V字型结构从而产生生存空间，如图3所示。在发生倒塌时，楼层上的人员一般会随着坍落物一起向楼板中部滑落，并容易出现挤压现象，而处在下层中部人员的存活率较小，只有在靠近支撑墙的地方才有机会存活下来。

1.1.4 夹层型倒塌空间

夹层型倒塌空间是由于地震外力作用破坏了各楼层的垂直支撑墙体，使得各楼层发生坍塌现象，但由于建筑物各楼层中存在一些较大且结实的家具和其他支撑物的作用下，在坍塌楼板之间形成多个生存空间，如图4。倒塌时处于楼板上的人员的存活，主要看上部倒塌物体的质量以及空间支撑物的支撑能力，在该空间救援中，要尽量减少作业面上同时存在的救援人数，并做好空间支撑保护。

1.2 被困人员幸存率分析

幸存率的分析是对以往救援案例中被困人员的幸存率与救援时间关系的分析，有针对性的指导救援工作的开展，以达到在最佳救援时间内能够拯救更多的被困人员。根据国内外历次大地震抢救生命的事实证明，对于被困人员的救援越是快速及时，救出救活的可能性越大。受困人员的状态主要与受困时间、建筑倒塌类

型、房屋损坏的程度等因素有关。随着时间的延长被困人员的救活率会迅速下降，根据相关专家调查统计[2]：唐山地震后，地震半小时救出被埋压人员的存活率为99.3%，第一天内将被埋压人员救出的存活率下降为81%，第二天的救出存活率则为52.6%；第三天为36.8%；第四天为18.9%；第五天为7.4%，以此类推下去再往后的存活率越低，救活的希望越小。根据图5图形的走向，将其每点连接起来就得到如图的红线走势，呈现指数函数形式，函数方程可设为y=AeBx的关系，根据各点统计数据带入计算就能算出A=98.8；B=－0.0086；所以其幸存率与救援时间的关系大体为y=98.8e0.0086x，如图5所示。

今天我给大家带来的第三张照片是嘉善县不动产登记中心，我每天工作的地方。今年3月，“最多跑一次”正式写入政府工作报告。而我们不动产登记中心作为浙江“最多跑一次”的重要一环，同样扮演着举足轻重的角色。

汶川地震中，都江堰某大型公共场所地震后72h内被挖出埋压人员366人，现场幸存87人，幸存率为23.77%。其中在第一、二、三个24h幸存率分别为37.5%、7.04%、1.27%，第一个24h组明显高于第二个和第三个，见表1所示[3]。

从图6中对都江堰某大型公共场所震后幸存率分析可见，震后24小时以后存活率下降速度远远快于唐山地震，呈指数形式下降。

人员的存活率除了受救援时间的影响以外，房屋的损坏程度也对存活率具有重要影响，见表2[4]。

地震救援时间紧迫，在救援的12小时以后，救援幸存率将逐渐降低，在超过24小时后，将出现急速下降的趋势，所以救援人员必须把握最佳救援时间，将所有力量完全投入在最初救援的几小时里，另外，救灾过程中存在的很多复杂和不稳定的因素，所以救援必须把握一定的灵活性。

图4 夹层型倒塌空间

图5 唐山地震幸存率与救援时间的关系

图6 都江堰某地震后幸存率与救援时间关系

2 部署力量的优化分配

在救援行动开始之前，首先对救援现场情况科学的分析，再根据现场实际救援任务情况合理的部署救援力量。在一个大的救援区域中同时具有多个救援队伍的存在时，在救援之前合理部署救援力量是对提高救援效率具有重要作用。

2.1 消防救援力量的优化分配

假如如图7所示，面对这样多个区域的救援行动，在力量部署上，首先评估每个区域的工作量，工作量较小的区域可将多个区域分配给同一支救援分队进行救援，工作量较大的区域则可能需要多支救援分队的参与负责。在分配救援任务前，首先要将各个区域任务量进行再细分，每个子区域的任务量都不能大于各分队单独可完成工作量。

表1 都江堰大型公共场所地震后72h内救援人数

表2 人员损伤与房屋损坏程度的关系

首先，根据现场救援力量情况，将救援人员合理均匀的分配成各个救援小分队，同时考虑救援受困人员数量、救援难度以及各个区域开展救援所需要的时间，将整个承担的救援区域科学合理的划分成多个小的救援区域，分配给各个救援分队。

其次，在分配救援区域时，当一个救援分队同时承担多个救援区域时，要考虑到救援的连贯性，尽量将救援相邻区域同时分配给同一个救援分队，避免长距离转移耽误救援时机。

（2）受困人员密度分配原则

首先，根据地震发生的时间、城市建设规划以及人员日常工作情况等信息，将所承担的救援区域进行人员密度情况划分，随后根据侦查所得信息，利用数学概率的方法对救援区域的被困人员概率进行计算，标示出各个区域被困人员的概率，然后根据人员密度和存在被困人员的概率情况，有针对性的派遣救援分队开展救援行动。

图7 消防部队单独救援图

图8 联合救援力量部署图

（3）根据建筑物情况分配原则

消防部队处置倒塌建筑救援任务，就是清理倒塌建筑救出被困人员的工作，同时倒塌建筑倒塌的情况也直接影响着被困人员的情况，所以在部署力量中根据倒塌建筑情况来部署是非常必要的。

首先，将救援区域内的建筑进行分类[5]，区分为：住宅区、办公区、娱乐区三类，随后再根据建筑倒塌情况将倒塌建筑分为：基本完好、轻微损坏、中等破坏、严重损坏、毁灭五类，根据建筑物使用性质分为：弱势人群区和普通人群区两类

在开展救援中按照先弱势人群区救援后普通人群区救援；先好的建筑结构的救援后坏的建筑结构的救援；根据地震发生时段，先人员多的建筑救援后人员少的建筑救援的原则开展救援。

2.2 联合救援力量的优化分配

假如如图8所示，面对这样多个救援区域的救援，并且在该救援区域中同时存在多个救援力量，在开展救援行动前，科学合理划分救援区域是非常重要的，除了在划分救援区域可以按照上面的单驻地救援的三种划分原则划分，同时还要考虑到多驻地救援的不同之处，即：救援力量都属于同一种救援力量、救援力量不属于同一种救援力量两种情况，根据不同的情况优化部署不同的救援力量。

2.2.1 同种救援力量的部署

同种救援力量部署的原则是指统一指挥、统一行动、装备技术互补的原则，消防部队作为专业的应急救援力量，具有丰富的处置经验和处置能力。在地震倒塌建筑区域救援是，同一区域出现多支消防救援力量时，除了按照单驻地救援方式开展救援，还要建立统一指挥机制，将多支救援力量合并使用，由于各地区救援力量所携带的救援装备的不同，在开展救援时，应该做好装备技术的互补，以追求快速开展救援工作。

2.2.2 不同救援力量的部署

不同救援力量的部署是指在同一个救援区域中同时存在多种不同性质的救援力量，如何做好不同种救援力量的配合将直接影响着救援工作的效率。

（1）统一指挥。地震救援工作是聚集全社会所有力量的一场战役，作为一场战役就离不开统一的指挥工作，只有进行统一的指挥， “劲往一处使，力往一处拉”才能保证救援工作科学合理的开展。所以当同一区域存在多支救援队伍时，首先建立灾害现场救援指挥部，并根据现场救援需要下设多种救援小组，以便在指挥救援上能够做到统一指挥。

（2）合理分工。消防部队作为应急救援专业队伍，其在救援经验和救援装备器材方面比其他救援队伍更具有优势，但由于消防部队存在人员较少的问题，很难单独承担全面的救援任务。当在同一救援区域存在多支救援队伍的时候，应该充分发挥消防部队专业优势，设立救援搜救小组、救援破拆小组、救援技术指导小组，以便对倒塌建筑结构、建筑倒塌薄弱环节、人员被困情况以及如何开展救援行动进行标注，并且能够引导其他救援力量正确的开展救援活动。

（3）严密配合。在开展地震救援中，所有编制的救援队伍都同时承担着地震救援任务，但其各编制的救援队伍有着各自的救援特点，消防部队应该承担对地震倒塌建筑进行搜救定位后，充分发挥其他救援力量的人员和装备器材的优势，对影响救援的建筑构件进行破拆清障，并在救援被困人员时应该在医务人员的协助下进行从而有效的保证救援人员存活率。