浅析破拆技术在船舶火灾中的应用

陈光宏

(上海崇明区消防支队,上海 202150)

当前我国船舶工业发展迅速，无论是造船业修船业，还是船舶运输业，我国均已跻身世界先进行列。在船舶工业飞速发展的同时，行业繁荣的背后也隐藏着一个不容忽视的安全问题：那就是船舶火灾居高不下[1]。据不完全统计，船舶火灾占全国水上灾害事故的20%，我国港口平均每年发生船舶火灾事故约24起，所造成直接经济损失超过千万元，近几年，在上海消防总队崇明支队参与扑救的火灾次数中，船舶火灾占到10%左右。随着船舶火灾的不断增多，消防部门已经逐步将其纳入火灾扑救研究对象。本文拟就船舶火灾扑救中的破拆技术从整体和宏观上予以介绍。

一、船舶火灾特点

船舶火灾区别于一般火灾，具有救援困难、扑救困难等特点。一是灭火救援困难,难以发挥优势。船舶火灾具有空间密闭、火点隐藏、不易发现等不利因素，当发现火灾时，往往已经发展为不可控的灾难。二是火灾难以扑救,危险系数极高。由于船舶内部空间的局限性，其通道狭窄、舱室众多、排烟不畅，火灾形成的热辐射、热对流和浓烟，同时对船舶内部结构、地形不熟悉，使救援人员很难找到火点，人员内攻过程中往往会迷失方向[2]。三是舱内温度极高,烟雾浓能见度低。随着燃烧时间的延续，舱盖紧闭散不出去，舱内热量剧增，火源附近温度极高，极易引起邻近可燃物燃烧；舱内可燃物一旦着火，烟雾浓、不易自然排出，导致现场能见度很低，不易发现火点，火灾危险性增大，扑救难度大[3]。四是造成损失巨大,导致人员伤亡。现代船舶向大吨位化、高科技化和豪华舒适发展，船舶造价昂贵，动辄几千万多则几亿元。船舶上旅客集中、货物密集，船舶火灾极易造成人员伤亡及船舶、货物的直接经济损失。五是造成重大事故,引发次生灾害。一旦火灾危及燃油舱将发生爆炸，严重威胁到救援人员和船只安全，如果发生沉船事故，船上装载的货物，如油类、有毒液体、危险化学物品等，一旦流入江河湖泊，将造成严重的环境污染，危及海洋生态系统和水资源[4]。

二、船舶火灾扑救典型战例分析

案例一:2003年“9·18”沪东船厂新“南京号”货轮火灾，由于船舶结构的特殊性，发生火灾后火点不易发现，电缆燃烧产生的高温、浓烟对内攻人员的进攻、撤退带来极大影响，造成一名消防员牺牲，代价十分惨重。处置措施：由于该船舶停泊码头处于维修状态，受到工艺孔洞较多、船舶结构较复杂、火点位置不明确等因素影响，导致烟热垂直、横向蔓延迅速无法实施封舱窒息灭火，破拆位置也难以确定，综合各方面因素，采取强攻近战灭火的方法，最终将火灾扑灭。

案例二：2010年“4·6”中海“金华伦号”泵油间发生火灾，内部有3人被困，总队指挥中心共调集16个中队、27辆消防车共220多名官兵到场扑救，首战到场力量两次试图从主甲板入口处深入内攻，均因温度过高而未能成功。处置措施：首先破拆天蓬窗打开排烟散热通道，然后破拆货仓的底部舱壁形成上下对流的方法进入泵油间，从而快速进入着火区域找到着火点，成功的将火灾扑灭，并将3名被困人员救出。此前的2003年“2·26”宝中号的火灾扑救，也是运用了此战术。

案例三：2014年“4·9”上海江南长兴重工有限责任公司(江南二号线)C1号船坞内在建的VLGC型液化气船发生火灾，燃烧的位置为舱间内液化气罐外层聚氨酯保温材料和三防布及防火毯，受到高温有毒气体以及进出通道狭小等不利因素的影响，救援人员无法深入内部实施灭火。处置措施:此类船舶液舱部位发生火灾后，液舱空间密闭，产生的高温烟气集聚于甲板，甲板受热变形，在热传导和热辐射作用下导致火势向邻近液舱扩大蔓延，灭火药剂无法直接喷射到液舱燃烧层。现场采取切割甲板开洞和破折液舱壁的方法，先后在甲板上切割了23处洞口，进行排烟散热和打击火势。

案例四：2014年“8·17”上海江南长兴重工有限责任公司(江南二号线)C1号船坞内在建的VLGC型液化气船再次发生火灾，该起火灾与“4·9”船舶火灾灾情相似。处置措施：依据“4·9”船舶火灾的经验做法，第一时间加快了孔洞切割力量的部署，在船方技术人员指导下，科学合理的选择了切割孔洞的部位，增加了切割孔洞的数量和直径，起到了快速排烟散热的成效，为全方位灌入高倍数泡沫提供了捷径，提高了灭火的效率，使灭火时间由“4·9”的12 h缩短至5 h。

综合以上几例船舶灭火救援案例可以看出，在扑救船舶火灾过程中，如何快速有效地处置集聚舱室内的高温烟热气体是灭火救援成功的关键。经测试，一般情况下，船舱发生火灾后燃烧产生的热量和烟雾形成的高温可达600 ～700 ℃，而正常人在高温高湿环境下，所能承受的温度为68 ～70 ℃，且坚持时间不超过5 min，即使消防员采取安全保护措施，当身体接近这一温度时，一般也不能坚持太久时间。因此，采用常规“自上而下”的灭火战术无法达到行之有效的目的，并且作战人员的安全也得不到保障，应该结合船舶火灾的特点和现场实际情况，采取“釜底抽薪[注]釜底抽薪：从根本上解决问题，也指暗中进行破坏。文中指从底甲板通向火点的位置进行切割，从而发现火源并成功将其扑灭。”的方法在底甲板通向火点的位置进行切割，破拆出来的洞口和通道给灭火救援行动带来了事半功倍的效果。

三、船舶火灾破拆战术应用

影响船舶灭火救援行动的主要因素是高温浓烟，因此，破拆在处置船舶灭火救援行动中就显得尤为重要。

(一)查明火情，充分发挥灭火剂最大的效能

现代船舶结构具有“四多、三大、二深、一高”的特点：“四多”即可燃易燃物多、舱室多、功能多、精密仪器多；“三大”即内部空间大、体积大、火灾荷载大；“二深”即吃水深、内径深；“一高”即科技含量高。船舶内部发生火灾时，首战力量到场后，各种通道(如舷梯、人孔、逃生孔等)都因高温浓烟使消防员在深入内部侦察、灭火、救人时受阻，现场指挥员应通过船方技术人员了解船舶结构，对燃烧区域进行破拆，主要有两个目的：一是迅速查找火源。可采取对船舶的构件(如甲板、舱壁、吊物孔、人孔等)进行局部破拆，进一步查明火势燃烧范围和蔓延方向。二是精准打击火势。对阻碍灭火人员行动、妨碍喷射灭火剂的船舶构件和障碍物进行局部破拆，从而达到接近火点的目的，为精确打击火势创造有利条件。

(二)排烟降温，改变火势蔓延和烟雾流动方向

船舶发生火灾后，首先想到的是打开天蓬窗实施排烟散热，打开天蓬窗是侦察进攻环节的第一要务。但由于船舶结构特殊，受舱室密闭空间影响，燃烧产生大量的高温烟热气体可能无法通过打开的天蓬窗直接排出，因为从船内燃烧部位到船舶外面很少有直通的向上通道，烟热只能通过舱室内部工艺孔洞横向流动，在热对流作用下加快了火灾横向蔓延扩大趋势(初期阶段水平方向烟气扩散速度为0.5 m·s-1，猛烈阶段水平扩散速度为0.5～3 m·s-1)。

1.根据火势燃烧情况，选择适当的时机(不会形成爆燃或助燃)和部位(如甲板、天蓬窗)进行破拆，此时烟气利用烟囱效应和烟气抽拔作用，从切割孔洞排出烟雾和有毒气体，从根本上减轻机舱火势压力，防止机舱高温烟热对整个上层建筑的威胁，也为灭火救援行动提供了有利条件。

2.烟雾在方形甲板舱口处会形成横向气流，这种气流能够产生“文杜里[注]文杜里效应：当管道中流动的气体或液体途中遇到突然收径的狭窄处时，流速会急剧加快，内部压力减小。“楼宇风”就是文杜里效应造成的，当阵风从开阔地带穿进大楼间的小夹道时，风力会增强。如果一座大厦底层没有风道，那么它的出口处的风速可以比背景风速大3倍。”管效应，将甲板下的烟和热抽向上方。灭火战斗中，为了延缓火势蔓延速度，改变火势蔓延方向和烟雾流动方向，可选择适当部位(如相反的方向、侧面)进行破拆，设置水枪出水设防，也可以利用大功率排烟设备强行改变火势蔓延和烟雾流动方向。

3.阻截火势向邻近舱蔓延。火势燃烧迅猛，灭火人员不进行破拆，难以控制火势时，要组织人员在火势蔓延的前方及船舶左右舷两侧的舱壁(避开上下边压载舱)进行破拆，阻截火势蔓延。

(三)开辟捷径，打通救人和疏散物资通道

船舶按防火设计规范，在结构上(机、货舱甲板以下)脱险通道主要有舷梯、垂直应急逃生通道、围阱三种。除上述三种常见的脱险通道以外，个别类型船舶如：集装箱船的封闭式服务通道，液化气船和散货轮船等位于货舱底部管弄通道也可以作为应急逃生通道使用。

1.舷梯。舷梯主要布置于机舱内部，为满足救援人员上下舷梯不受阻碍，便于将被困人员从舱底救出，设计宽度一般为600～1 000 mm，斜梯的高度一般为4 000 mm，高于4 000 mm的斜梯应考虑中间增设平台，且平台上方净高不小于2 000 mm，设计倾角为60°。目前总队配备的几种救生担架，规格最小的长1 800 mm、宽500 mm，在救援过程中受舷梯窄、陡、滑、空隙多及转弯平台狭小等因素影响，实战过程中担架难以携行，被救人员及救援人员安全也得不到保证，可能造成二次伤害。况且在高温、高热、高湿且黑暗浓烟中负重前行，更易造成人员摔滑、踏空和跌落。

2.垂直应急逃生通道及围阱。此类通道设计最小宽度为400 mm，逃生口常规设计大小为600 mm×600 mm，体重为65 kg左右的战斗员，其体型胸围约为900 mm。经现场实践证明，垂直应急逃生通道及围阱只能空身徒手上下攀爬通行，灭火战斗行动中，战斗员在背负空气呼吸器状态下无法通过围阱进行战斗行动。

3.服务通道。此类通道设计位于船舷内侧，成环状布局，上层为主甲板，主要用于堆放集装箱，下层为水压载舱。服务通道顶部设有电缆层，旁板上安装有各类输液管道，通往各货舱有独立的水密门。此类通道为封闭式，一旦发生火灾烟气会沿服务通道向四周扩散蔓延，由于服务通道通往主甲板的出入口较少且距离约900 m(以18000TEU为例，长为400 m，宽为58 m)，导致高温烟雾气体难以排出。

针对以上脱险通道灭火救援展开受阻且没有其他可行性的措施时，现场指挥员在征得船方同意并在其工程技术人员指导下，应果断采取破拆的方式，开辟新的进攻通道。

四、目前船舶主要破拆装备性能分析

火灾情况下，破拆船舶部(构)件主要部位有甲板、外板(即围成船体的外壳)、肋板及舱壁板，其采用厚度一般为16～22 mm的高强度结构钢。目前，船舶专业队配备了无齿锯、双轮异向切割机、等离子切割机等破拆装备以及船厂的氧乙炔切割，但经过实战运用及各类测试，反映出当前的破拆装备配置应用水平和实战救援的目标需求还存在客观差距。其性能及应用分析如表1所示。

五、船舶破拆技术方法

船舶火灾破拆技战术是为了配合完成火场侦察、排烟、救人、灭火、疏散物资、阻截火势蔓延等战斗任务，对船舶部(构)件进行局部破拆的行动。根据近几年船舶火灾处置实践经验，一旦船舶发生火灾，船厂为防止火势通过通风管道(孔、道、门、口等途径)进一步蔓延扩大，一般采取限制通风的措施或封舱窒息灭火的方法，往往错过了船舶初期火灾扑救的最佳时机。即使消防力量到场后，船厂考虑到船舶结构的完整性，一般也不同意对船舶构件实施破拆，这就需要现场指挥员与船厂沟通协调。下面结合船舶火灾的处置实战经验，介绍常用的两种破拆方法，供大家参考。

(一) 舱壁切割破拆

表1 船舶主要破拆装备性能表

舱壁是船体内横向和纵向布置垂直隔板的统称，主要包括沿船长和宽设置的纵舱壁和横舱壁。舱壁切割主要针对位于舱室底部的着火点和被困人员，救援人员难以通过现有的通道实施战斗展开。根据破拆装备性能分析及应用效果看，对此类部位切割破拆时建议使用氧乙炔切割炬实施切割(中队攻坚组队员要经过专业培训并取得该类操作上岗证书)，切割时应避开附在舱横板上的电路、油路、管线等重要部位。切割前，一方面要利用测温仪和热成像仪不间断进行温度测量，比较着火舱与邻舱横板壁上的温度变化；另一方面要密切关注横板壁上的颜色变化，若着火点邻近的壁板油漆保护层出现气泡和隆起现象，颜色发黄或变黑冒烟，说明此处距离着火区域较近。切割时，一方面要尽量避开着火燃烧区域，在温度较低部位进行切割，以免破拆后的高温热浪反扑或轰燃造成人员伤害；另一方面不得沿壁板底部切割(至少距离60 cm以上的阻隔壁板)，避免灭火射水产生的水油层流淌至邻舱，可能造成流淌火。

舱壁切割破拆队形：攻坚组队员在舱壁切割破拆时可采用“2-4-1”队形，即2名队员在前实施破拆，4名队员出2支水枪梯次掩护，1名队员负责现场安全警戒。

(二) 甲板和外板切割破拆

外板是构成船体底部、舭部及舷侧的外壳，甲板是密封船体的上部。甲板面切割破拆主要用于排出舱室内的高温烟气，灌注灭火药剂及狭小空间区域垂直吊升救人。

甲板切割应避开龙骨和肋板，在切割范围内通过撬棒敲击甲板，观察连接缝，确定切割点。利用风速仪测出风向和风力，在上风方向确定切割方位，同样采用氧乙炔切割炬实施破拆。在切割过程中应事先对切割的甲板穿孔保护固定，防止切割后钢板掉落舱室内砸伤人员或砸毁设备，必须对切割后的孔洞进行警戒保护，防止人员坠落。

外板切割主要是船舶舷侧面的破拆，常用于通风排烟、阻截设防和强攻灭火，该部位切割技术性要求比较高，必须精准确定部位，防止切割到水密压载舱、油舱等部位，切割部位必须充分衡量(评估)切割产生横向通风对火灾扑救的利弊。排烟口选择在下风或侧下风方向，排烟口要大于进攻口，一般是1个进攻口1个排烟口，1个进攻口2个排烟口或2个进攻口3个排烟口。

甲板和外板切割破拆队形：攻坚组队员在甲板和外板切割破拆时可采用“2-1-1”队形，即2名队员在前实施破拆，1名队员出1支水枪掩护冷却,1名队员负责现场安全警戒。以上破拆操作应做到“五个必须”。即：必须经过船方负责人的同意和认可；必须根据船舶构造图确定切割区域；必须在船舶专业工程技术人员指导下进行；必须在水枪掩护下进行；必须设立切割区域安全监护员。