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1、二七长江大桥超长钢板桩围堰设计施工技术中交二航局第五工程分公司 陈超华 徐斯林 连井龙 李鉴摘 要：本文介绍了在长江深水高流速条件下，27m超长钢板桩围堰设计施工技术，并对如何解决钢板桩的顺利施打、止水、合拢等难题作了详细阐述关键词：深水 超长 钢板桩围堰 设计 导向 插打 止水 合拢 拆除 深水基础一直是每座桥梁施工的难点，也是质量、工期、成本控制的重点。近年来，深水基础施工基本采用有底钢吊箱或无底钢套箱，这是一种安全、质量有保障的成熟的施工技术，但是需要大型船机设备配合施工，工期较长。能否寻求一种更加经济、合理，施工周期更短的工艺来解决深水基础施工问题，是每一个工程技术人员的梦想。在武汉二
2、七长江大桥施工中，施工单位根据现场水文地质条件，因地制宜，成功利用超长钢板桩（24m、27m）实现了深水基础（最高17m水头）的干施工，并成功解决了高流速条件下钢板桩的插打、定位以及钢板桩锁扣止水、合拢的难题，在传统的深水基础施工方法基础上实现了一次较大的突破。1 工程概况1.1 概述武汉二七长江大桥N1N4#、1#、2#等6个水中墩均为整体式承台，分为3种平面结构型式。以下以1#墩为例进行阐述，如图1。图1 1#墩承台设计图1.2 工程地质覆盖层主要为细砂和中砂，透水性强，表层810m为松散状，以下为稍密状到中密状，冲淤不定，受水文影响较大。1.3 工程水文由于三峡的蓄水原因，2009水位与
3、历年平均水位相比差异很大，尤其是枯水季节。根据18652004年观测资料统计，汉口水文站历年最高水位27.62m，最低水位7.98m，多年平均水位16.89m。1.4 河床冲淤变化观测2008年三峡库区开始试蓄水，受水位急剧下降及上游长江二桥、下游天兴洲的紊流影响，河床的实际冲淤情况反常,淤积近11m，水中边墩区域内河床大面积露出水面，形成沙洲。实测泥面标高和原设计标高对比表 表1墩 位1#设计泥面标高（m)5.80808年10月泥面标高（m)10.3508年12月泥面标高（m)12.6809年7月泥面标高（m)0.72 方案选择原方案水中6个边墩全部采用钢套箱施工，根据现场水文地质情况存在如
4、下风险：（1）由于河床冲淤幅度大，采用有底钢吊箱可能出现吊箱底低于泥面的情况，采用无底钢套箱可能出现河床冲刷到钢套箱底标高以下，两种施工方法均存在很大的不确定性，风险非常大。（2）枯水期大型浮吊无法就位，钢套箱安装只能用陆上小型设备进行散拼。这样施工周期长，工期无法保证。（3）钢套箱下沉只能采用千斤顶、卷扬机等原始办法边吸泥边缓慢下沉，套箱容易出现偏位以及其他安全风险。（4）由于工期紧（必须在一个枯水期内完成全部6个边墩承台），6个钢围堰无法周转使用，需要一次性投入，成本高，资本金占用量大。根据现场条件，要想在既定的成本和工期范围内完成水中墩基础施工，必须寻求一种施工方法，既不需要大型浮吊等设
5、备、也不受水位及河床冲淤变化的影响、单个承台施工工期短。通过分析研究，决定采用钢板桩围堰进行边墩基础施工。但是超长钢板桩围堰施工（27m）在长江中水流急、水头高条件下，没有经验可循，钢板桩施打过程中的垂直度及平面位置如何保证，钢板桩锁口不严导致大量涌水如何解决，大型钢板桩围堰怎样合拢，围檩支撑及钢板桩结构和受力能否满足各种工况的要求等难题都急需解决。3 钢板桩围堰设计3.1钢板桩围堰设计如图2，1#墩钢板桩围堰采用ORIENTAL SHEET PILING PU18和新日铁NSP-IV型全新进口钢板桩，宽度600mm，有效高度超过210mm，刚度大，锁口质量好。钢板桩围堰设计参数及尺寸如下：a
6、、钢板桩顶标高： +18.0mb、钢板桩底标高： -9.0m c、承台顶标高： +10.5md、承台底标高： +5.5m e、承台厚度： 6.0m f、封底混凝土顶标高： +4.5m g、封底混凝土底标高： +1m h、封底砼厚度： 3.0mi、施工(抽水、浇注承台)水位 +14mj、设计流速： 2m/sk、泥面标高： +4m （可能回淤至+8m+12m ） l、封底砼强度等级： C25图2 1#墩钢板桩围堰设计图3.2 各种施工工况验算1#墩钢板桩围堰总体施工工序及相应施工工况：工况1：钢板桩插打到位时考虑与第一道围囹未连接（先整体加工、分层吊装围檩后插打钢板桩，直至合拢）。工况2：围堰内部
7、空气吸泥，泥面标降至+1.5m（外侧泥面标高+4m），同时保持内外水位一致；工况3：浇筑3m厚水下C25封底混凝土，至标高+4.5m；工况4：C25封底砼达到设计强度；工况5：围堰内抽水至+13m标高,加固上层围檩；工况6：围堰内再次抽水至+10.5m标高，加固下层围檩；工况7：围堰内抽水至封底混凝土+4.5m，（全部抽完）。工况8：浇筑承台混凝土6m（砼顶标高至+10.5m），待强度达到设计强度后，在承台与钢板桩之间的空隙内填充细砂并加水密实，至标高为+9.5m； 工况9：拆除底层围囹及支撑系统，进行钢板桩受力体系转换；工况10：墩身施工出水后，再次受力转换，并拆除上层围檩及支撑系统；拔除钢
8、板桩。经过受力验算，钢板桩最大应力210.1MPa252MPa（设计允许应力），型钢围檩最大应力为111.2MPa 205MPa（设计允许应力），钢管支撑最大应力77.7 MPa 185 MPa（设计允许应力），1#钢板桩围堰可以满足施工要求。4 钢板桩围堰施工技术4.1 钢板桩插打导向设置导向装置直接决定钢板桩插打质量。传统做法都是在插打钢板桩前施工临时导向，钢板桩插打闭合后，采用逆作法，边抽水，边焊接围檩和支撑。本工程中直接采用围堰内围檩支撑作为导向装置。由于围檩刚度大，不容易变形，可以保证钢板桩插打的垂直度和平面位置，导向效果好。（1）在护筒外壁上焊接导向梁。采用H700300mm型钢制
9、作导梁。导梁通过上部牛腿与钢护筒焊接，下部与钢护筒挤靠安装固定。围檩平面位置通过桩基实测偏位和桩径计算所得。（2）分层制作及吊装围檩。根据设计围堰尺寸，在平台上整体加工围檩及支撑系统，待导梁安装完毕后利用150吨浮吊整体起吊并运至现场进行安装。 图3 围檩整体安装4.2 钢板桩插打施工4.2.1 钢板桩插打设备的选择钢板桩单根重量最大2862kg、长度27m。钢板桩插打和拔除采用DZ120电动锤与70吨履带吊配合。4.2.2 钢板桩插打顺序为减少水流力对已插钢板桩的影响，首根钢板桩选择在上游中部，由两侧向下游施工，合拢口选择在下游角部。图4 钢板桩插打顺序图4.2.3 钢板桩插打准备 （1）钢
10、板桩检查清理钢板桩运到工地后，需进行检查整理。首先将钢板桩锁口中的锈渣、杂物进行彻底的清除。用50cm长的锁口尺来回拖动清除浮锈，然后用2米长锁口尺试通过锁口直至合格（合格标准：以两人顺利拉通为合格）。为确保每片钢板桩的两侧锁口平行，同时尽可能使钢板桩的宽度都在同一规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正，可用千斤顶进行纠偏调平。剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。对于检查合格的钢板桩，为
11、减少插打时锁口间的摩擦和钢板桩围堰的渗漏，每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油或黄油，混合油体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫5：5：3。为避免锁口内进砂将黄油挤出，可在钢板桩锁口底焊接一小块斜向钢板，以阻止砂的进入。（2）钢板桩接长本工程采用的钢板桩定尺长度为18m，钢板桩设计长度有24m、27m两种，采用18m+6m、18m+9m两种接长方式。4.2.4 钢板桩插打（1）钢板桩插打因第一根钢板桩是其他钢板桩的导向桩，故插打质量至关重要。在导向梁上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，钢板桩背紧靠导向梁，沿着导向自重下沉，直至稳定。测量观测钢板桩垂直度和平面位置，满足要求后开启振动锤一边
12、振动，一边插打下沉。每下沉3米挂线或在互相垂直的两个方向用经纬仪观测校正1次，发现有倾斜和偏位及时调整，确保钢板桩方向垂直、位置准确。下沉到位后，及时与导向梁焊接固定。其余钢板桩插打时注意对准桩与定位桩的锁口，人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口。插打工艺与首根相同。（2）钢板桩插打垂直度控制由于钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，在插打过程中，在土压力的作用下，上端会向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每根钢板桩要把倾斜度控制在1以内，超过的应予纠偏。一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打。当钢板桩偏移太多时，采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，纠编困难时，可采用滑轮组纠偏。图
13、5 钢板桩垂直度控制（3）拐角处理围堰转接处钢板桩采用定型异性钢板桩或现场加工制作的异形钢板桩，见图9。图6 拐角处异型钢板桩（4）合拢工艺合拢位置选择在下游侧角部，几乎不受水流影响。钢板桩插打剩下最后20片时，要先插后打。在围堰即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算处所需钢板桩的片数，并按此确定下一步钢板桩的插打工艺。围堰合拢时两侧锁扣不一定平行，根据现场实际情况采用相应的技术措施调整合拢。通过测量观测两端钢板桩顶端偏位情况，然后在钢板桩顶端使用千斤顶或滑车组调整平行，也可以采取异型钢板桩合拢法，即在钢板桩合拢时发现两侧锁口不平行，在两端相距一定范围内时开
14、始采取插打异型钢板桩合拢。图7 异型钢板桩角部合拢4.3 围堰内吸泥清淤当钢板桩插打合拢后，采用空气吸泥系统（空压机、高压水泵及砂石泵组合）进行水下射水吸泥作业。水下吸泥过程中，将一侧钢板桩上制作虹吸管（或提前将个别钢板桩水下部位开孔），以保持围堰内外水头基本一致，以保证围堰安全。图8 吸泥作业4.4 围堰抽水钢板桩围堰抽水一般前期比较困难，随着围堰内外水头增大，钢板桩受压变形，锁口拉紧，锁口止水效果开始发挥，渗水量逐渐减小。故抽水前期水泵配备要适当富裕，后期可关停部分水泵。在钢板桩围堰挡水期间，定期对钢板桩顶位移进行观测。4.5 钢板桩围堰止水钢板桩围堰施工关键是止水防渗，主要依靠锁口自身进
15、行防漏。但是如果出现锁口不密、卷口、外侧水压力过大等情况，钢板桩围堰会出现渗漏。预防措施如下：（1）钢板桩插打时的预防渗漏措施。钢板桩渗漏一般出现在锁口位置，因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验，检查钢板桩锁口松紧程度，过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏。施打前在钢板桩锁口内抹黄油；施打时控制好垂直度，不得强行施打，损坏锁口。施工过程中重点加强对锁口的检查。（2）在抽水过程中密切监视围堰的渗水情况。钢板桩损坏的地方可用电焊补强。抽水后发现钢板桩锁口漏水，但不太严重时，可采在钢板桩锁口外侧下放黄沙、粘土与锯屑混合物，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目
16、的。个别锁口变形处漏水严重的可采用棉絮从钢板桩围堰内侧塞堵。也可以在外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力的双重效果，（3）对锁口撕开或其他大量涌水的情况，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩或型钢围堰，围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土或水下混凝土进行封堵。图9 完成抽水后的钢板桩围堰4.6 钢板桩围堰拆除为对钢围囹进行周转利用，除底层钢围囹切割拆除外，其余采取整体拆除的方法。所有围檩拆除后，钢板桩拔除前，先向围堰内回水，保证围堰内外无水头差。钢板桩的拔除，利用浮吊配合DZ120电动锤振动拔桩。先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化
17、” ，减少土对桩的摩阻力，同时，也将钢板桩与封底混凝土之间的粘结力解除，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩。可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩拔出来。5 工效及成本对比分析5.1 工效对比采用钢板桩围堰几道主要工序所需时间如下：（1）钢板桩插打：共150根。每天（24h）插打35-40根，共5天。（2）围堰内吸泥：单台吸泥设备为12m3/h，每天3班24h运转可完成288m3/d。1#理论吸泥量约800m3,共用时3天（3）围堰内强排水：用时1天。（5）钢板桩拔桩：平均每天拔除24根，共用时近7天。从钻孔桩施工完成到封底混凝土施工完成采
18、用钢套箱围堰一般需要66天左右时间，而采用钢板桩围堰仅需要30天时间，工期优势非常明显。5.2 成本比较 1#墩钢板桩围堰用钢量为589.3吨，原1#墩设计双壁钢套箱总用钢量为599.9吨，夹壁C30砼871方。从以上对比分析可以看出，钢板桩围堰施工方案比原钢套箱围堰施工方案略成本优势明显。钢板桩可以重复周转使用、可以回收，而且可以减少大型水上设备的使用6 结束语武汉二七长江大桥水中墩采用超长钢板桩施工长江深水、高流速区基础，取得了成功。钢板桩围堰施工的几个难关一一得到成功解决。 （1）钢板桩围堰设计结构简单，受力明确。（2）采用钢围堰内支撑围檩作为钢板桩插打导向结构，刚度大，导向效果好，且节
19、约了临时导向材料。围檩采用整体安装、整体拆除的方法，工效高，损坏少，可以重复利用。（3）采用全新进口钢板桩，刚度大，锁口质量好，保证了围堰止水。（4）钢板桩插打采用确保第一根插打精度，打一根、校正一根、固定一根的方法，保证了钢板桩的平面位置和垂直度，围堰合拢顺利。（5）围堰内吸泥采用高压射水吸泥和普通砂石泵吸泥配合，对砂层覆盖层工效高。（6）对围堰漏水采取“防、堵、排”结合，效果好，保证了承台干施工。（7）无需大型设备，工期、成本优势明显。在类似的地质、水文条件下，钢板桩围堰较传统的钢套箱和钢吊箱工艺有明显的优势。不但解决了河床变动区深水基础施工的难题，还节约了成本，保证了工期。该方案从提案、
20、形成到实施全过程，凝聚了施工企业工程技术人员的智慧。该工艺在武汉二七长江大桥的成功实施，拓展了深水基础的施工方法，具有较高的推广价值。作者简介：陈超华（1973），男，武汉二七长江大桥一标段项目总工程师，高级工程师。徐斯林（1967），武汉二七长江大桥一标段项目经理，高级工程师。原文已完。下文为附加论文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！ 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响【摘 要】：在室内轰燃研究理论基础上，简要介绍了轰燃的定义和轰燃判据，并结合建筑火灾实际情况，分析了因轰燃引起的室内火灾中灭火救援难点问题，根据轰燃的特点，提出了应对此类火灾的灭火救援对策，为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考
21、。【关键词】：消防； 建筑火灾； 轰燃； 灭火救援一、引 言轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火灾后，若具备合适的燃料和通风条件，就可能发生轰燃。轰燃一旦发生，室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火，室内整个空间都充满火焰，可燃物燃烧速率和室内温度急剧上升，并且室内会产生大量有毒烟气，氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人员受到严重威胁，也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的很多建筑火灾事故中，轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元凶，如新疆克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因此，结合轰燃的特点和危
22、害性，分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工作造成的难点问题，有针对性的加强对室内火灾的控制，对于提高消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。二、轰燃及相关研究（一）轰燃定义NFPA 921中轰燃定义为：室内火灾发展的一个过渡阶段，热辐射作用下的所有可燃物在轰燃时几乎同时着火，火焰迅速在室内所有物体传播蔓延，室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展的危险信号，产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响，强大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失，极易造成群死群伤事故与巨额财产损失，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。目前对轰燃还没有统一的定义，比较常用的三种：（1）室内火灾由局部火向大火的转变，
23、转变完成后，室内所有可燃物表面都开始燃烧；（2）室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变；（3）在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。（二）轰燃判据及预测室内火灾是一种受限空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式，将发生轰燃的条件量化为可以测量或计算的物理量是一件极为困难的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为：（1）室内接近顶棚热烟气温度超过600；（2）室内地板平面辐射热通量超过20 kW/m2；（3）通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结果，虽然具有一定局限性，但可以作为判定轰燃的参考标准。对轰燃的预测方法，不同的研究者提出了不同的温度和热通量判据。V.Barauskas
24、、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外，武警学院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑，基于McCaffrey的方法提出了轰燃综合预测法；B.Hagglund等建议采用临界轰燃燃烧速率预测轰燃；J.G. Quintiere等提出采用临界轰燃燃料面积预测轰燃；S.R.Bishop根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待改进。三、轰燃对室内火灾灭火救援的影响（一）轰燃时间预测困难，影响灭火救援决策消防部队在轰燃前到达现场，如果未及时预测和侦察到轰燃，急
25、剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火场后，没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。有些火灾，消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中，而有些火灾，在灭火救援进行过程中突然轰燃，也有的至灭火战斗结束也不发生轰燃。如何在火场快速判断轰燃发生的可能性及时间，仍是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学术理论方面，并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验，对轰燃的感官印象及火情侦查情况进行初略判断，容易导致现场决策低效率、低质量，甚至做出错误的决策，造成不必要的人员伤亡和财产损失。（二）火场温度高，灭火进攻
26、困难室内发生轰燃后，火势突然猛涨，进入全面燃烧阶段，产生的高温能达到1000左右。有关研究表明，对于没有任何保护的皮肤，只要暴露在137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾最有效的灭火措施是内攻，而轰燃产生如此的高温会对消防员产生强烈的烘烤，加上可能从门窗喷出的火焰和高温烟气，消防队员很难近距离灭火，内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分，个人防护不周全，还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体，降低了火场能见度，更加难以发现较隐蔽的火势威胁，影响了灭火效率。（三）室内充满烟气，搜索救援难度大轰燃发生前，大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子
27、放低，弯腰或匍匐前进，在搜索被困人员时行动不便，效率低下。此外，室内积聚的浓烟具有较强的减光性，室内能见度很低，对侦查和搜救非常不利，受困人员也无法自行安全疏散，消防员也有误入危险区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧，燃烧更为猛烈，无法深入开展室内救援，而由于燃烧速率急剧增长，因燃料不充分燃烧会产生大量有毒气体如：CO、H2S、HCL、SO2等，导致被困人员中毒、窒息，消防灭火救援时间更加紧迫，人员疏散更加困难。（四）建筑受高温烘烤，结构有倒塌危险室内轰燃发生后，释热速率急剧增大，温度急剧升高，达到500-600的高温，最高可达1000左右，建筑构件的强度在高温、强烈热辐射作用下会下降。混凝土
28、在高于300温度作用下抗压强度线性下降，超过600时抗拉强度基本丧失，在900左右时抗压强度下降到常温时的10%；钢结构虽不燃烧，但在火灾高温中强度会迅速下降，500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性，600其强度下降2/3，进而结构发生变形引发倒塌。因此轰燃扑救过程中，建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌，使室内人员受到威胁，影响消防救援工作。（五）火焰易窜出蔓延，控制火势难度大室内具备轰燃条件时，可能在着火3-10 min后就会发生轰燃，消防队赶赴火场后可能已经发生轰燃，火灾发展至猛烈燃烧阶段，第一出动力量如对火灾形势估计不足，到达火场后往往控制不住逐渐增长蔓延的火势。此外，轰燃后
29、伴随着喷出火焰和飞火，能冲出着火房间，造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可燃物形成威胁，强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原因。四、预防和控制轰燃的灭火救援对策（一）全面侦查火情，注意轰燃征兆在处置建筑室内火灾时，应全面侦查火情，快速掌握起火房间位置、火势大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结构特点、周围毗邻建筑情况等，尤其对于通风不好且室内可燃物数量较多时，应提高警惕，密切监视，谨防轰燃突发造成恶性事故。为延缓或避免可能发生的轰燃，到场后应确保室内自动喷水灭火系统动作，尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全员密切注意轰燃发生征兆，轰燃的警报信号主要是
30、高温辐射、“闪燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时，如发现室内烟气温度较低，则轰燃可能性不大，应及时出开花水冷却；如消防员进入后，明显受到高温烘烤，热烟气层不断变厚，表明有轰燃危险，应及时撤离至外围控制火势。同时，消防员进入室内时，还应密切关注是否有浓烟从门窗翻滚、溢出，或则浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现象，如果出现这些征兆，则说明此房间具有轰燃的危险。（二）准确迅速，疏散抢救人员轰燃具有一定突发危险性，消防部队到达火场后，人员抢救时间非常有限，在迅速掌握火情和人员被困情况后，积极做好冷却防护同时，立即组织精干人员成立搜救小分队，展开人员疏散和救援。进入室内救援前，应根据人员被困位置和数量，确定
31、好各小组任务，定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员都应穿好灭火服，必要时穿防火服，佩戴空气呼吸器，在水枪跟进掩护中小心进入。搜索时2人或3人一小组，协同搜寻，尽量靠墙前进，弯腰或则匍匐行进，能见度太低时要利用导向绳保护，防止在浓烟中迷路，并密切注意火情变化，随时做好紧急撤离准备。在搜救中注意检查门窗附近有无昏迷人员，当室内烟气温度过高时，不能进入火场内部太远，严格按照作业时间行动，按时返回。如果赶到火场轰燃已经发生，不要盲目进入室内，应先设法进行通风散热，控制火势，适当破拆开辟救人通道，待火势稍减再内攻灭火救援。（三）喷雾冷却稀释，适时通风散热轰燃前和轰燃后都要出枪射水，
32、如能直接对火源射水，可有效降低火源热释放速率，降低火焰区温度，能延迟或抑制轰燃发生。但区别于普通建筑火灾，轰燃火灾处置中水枪的射流形式、射水部位都有特殊要求。对于轰燃火灾，室内烟气层很厚，可燃气体浓度大，如果仅用直流水冷却灭火，可以对火焰区起到降温作用，对未燃材料起到润湿和减缓热分解作用，但对热烟气层效果不明显，所以射水直击火源的同时还需要开花水或喷雾水对热烟气层实施稀释、冷却。向热烟气层喷水雾一方面可以降低烟气温度，减小热烟气的热辐射，另一方面水雾滴吸热汽化后可以稀释可燃气浓度。现在大多室内顶部有易燃装修材料，还要注意向屋顶和墙壁射水冷却。扑救轰燃火灾时，还要注意适时通风和排烟，李晋等研究发
33、现在增大房间送风量，轰燃时间提前，稳定送风量并加大排烟量时，轰燃不发生。杜兰萍等研究表明，燃料一定时，排烟量与送风量之比大于某定值就不会发生轰燃。送风可通入新鲜空气，排烟可减少热烟气浓度，有利于室内散热，所以在轰燃前采取合理通风排烟措施，比如打开门窗、启动机械排烟装置等都有利于灭火救援。但对于通风的时机和通风量的大小，指挥员一定要正确把握，对于已经充满浓烟的高温密闭的房间，谨防因开门通风引起回燃。（四）小队突击，内攻灭火通常对建筑火灾最有效的灭火措施就是内攻，直击火点，消灭火势。轰燃火灾由于高温、强辐射、室内热烟气浓、建筑有倒塌风险等特点，应该谨慎选择内攻时机，把突发险情的危害降到最低。在仔细
34、侦查火情，掌握火势发展态势后，确保无轰燃发生危险征兆，比如：观察门窗有无浓烟翻滚或闪燃，着火房间门把手是否很热，室内烟气是否有明显的烘烤灼热感等。同时还应确保建筑没有倒塌危险，内攻进入时以精干小组为单位，做好安全防护和掩护，交叉掩护前进，注意避开吊顶、高热区等危险，遇有紧急情况，立即撤离。内攻应量力而行，火势太过猛烈时，不能勉强内攻，应先控制住火势，增援力量到达或兵力相对火势具有一定优势时再内攻灭火。（五）重点监护，防止倒塌和火势蔓延轰燃产生的高温对建筑构件和结构有巨大破坏作用，灭火过程中，要对建筑承重构件加强冷却保护，并应指定人员密切注意建筑破坏情况，一旦有倒塌危险就及时撤离。对于着火时间较
35、长的建筑，冷却承重构件时，避免用冲击力过大的直流水直接向构件射水，尽量用开花水均匀冷却降温，防止高温的混凝土在水流冲击和冷却作用下开裂，强度下降。此外，扑救轰燃火灾中，把握火场全局，重点突破，加强冷却降温的同时，还应出枪抑制从门窗喷出的高温烟气和火焰，防止火势从门窗及管线向上层和四周蔓延。对于已经发展成全面燃烧的大火，应从整体上合理部署兵力，集中优势兵力控制火势，再逐步消灭火灾。五、结 语由于轰燃现象的复杂性，对于轰燃产生的条件及轰燃本质等问题研究还存有争议，需要进一步的理论研究和实验验证，随着轰燃研究的不断深入，我们可以更加有针对性地预防和抑制轰燃的发生，轰燃火灾中的消防灭火救援工作也会更加
36、科学高效。 电石火灾处置对策研究摘 要：根据电石的理化性质和化学危险特性，结合电石火灾的特点，对电石火灾事故的处置方法和措施进行了探讨，具体从现场火情侦查、初期控制、灭火剂选用、安全防护与防暴和防止环境污染五个方面进行分析，研究了如何高效处置电石火灾事故。关键词：电石；火灾；灭火救援一、引言电石作为重要的基础化工原料，在保障国民经济平稳较快增长、满足相关行业需求等方面发挥着重要的作用，它广泛应用于工业、农业、建筑、医药等领域。电石本身不可燃，但遇水剧烈反应生成易燃易爆的气体乙炔，在工业生产中常引发火灾甚至爆炸。丹江口市辖区内的汉江集团电化公司、宏茂冶金公司电石年产量都达20万吨以上，新港金家湾
37、工业园及三官殿还有数家小型电石生产、经营企业，丹江口市已经成为华中地区电石重要生产基地。然而，近几年因电石在生产、运输、贮存过程中发生的火灾事故比较频繁，造成了严重的经济损失。因此，我们有必要全面认识电石的火灾危险性，研究出高效的事故处置对策，提高灭火救援人员对电石火灾事故的处置能力。二、电石的理化性质（一）电石理化性质电石是碳化钙的俗称，它是工业上广泛使用的基本原料。纯净碳化钙为无色晶体，暴露空气中会吸水受潮而呈灰白色。工业电石为碳化钙与氧化钙的混合物，碳化钙含量70%-80%，外观呈灰色、棕黄色或黑褐色，一般由焦炭和石灰经高温熔炼得到。电石的化学分子式为CaC2，密度为2.22g/cm3，
38、熔点447，沸点2300，闪点17，可导电，遇水剧烈反应生成乙炔，并放出热量，属于甲类第2项火灾危险物品。（二）电石的化学危险性（1）遇湿受潮燃烧。电石为一级遇湿易燃物品，遇水反应剧烈，生成乙炔和氢氧化钙，并放出热量，每公斤碳化钙水解放热约为1962J。乙炔爆炸极限为2.5%82%，在空气中达到爆炸极限浓度时，遇明火即发生爆炸。若电石包装不严而不慎受潮，会积聚一定的乙炔气和热量，当乙炔浓度处于爆炸极限范围内时，遇明火则爆炸。此外，乙炔的过量积累也可能导致物理爆炸。（2）受撞击引发爆炸。电石在受到碰撞、摩擦时，电石与容器间可能产生静电、火花，造成电石自燃甚至引爆聚集的乙炔。电石中一般含有少量硅、
39、铁、镁、铝等杂质，这些杂质在碰撞摩擦中更容易产生火花。（3）高温下电石能与氯、硫、磷、乙醇、氯化氢等发生剧烈反应。电石与酸性溶液反应激烈，比遇水反应更剧烈，可能引起液体飞溅。（4）对人体皮肤具有腐蚀作用。电石粉末接触到皮肤，能与汗液反应生成氢氧化钙，对皮肤有腐蚀作用，可能引起皮肤瘙痒、发炎；不慎接触到眼睛，会引起结膜炎，灼伤眼部组织；吸入到体内会伤害呼吸系统和肠胃器官。三、电石火灾事故的特点（一）致灾因素多，突发性强由于电石的遇湿易燃性，在生产、储存、运输中任一环节出现问题都可能引起火灾，而且电石一旦燃烧，发展极为迅速。生产中防潮、防暴措施不到位，操作失误，电石意外淋雨，运输中货物碰撞等都能引
40、发电石着火，遇明火还可能发生爆炸，使人猝不及防。此外，近年的电石火灾多发生于公路运输途中，并伴随着交通事故，事故发生地点不确定，情况复杂，也给救援力量的到达和现场救援组织展开带来了困难。（二）燃烧猛烈，易爆炸造成人员伤亡电石着火后会引起连锁反应，燃烧产生的高温会加速火焰传播，如果散落的电石附近有水源，或则遇到大雨天气又没有遮雨工具，火势会越烧越猛烈。电石与水、酸接触会放出乙炔和热量，遇明火、受高温烘烤都能引发爆炸，造成人员伤亡和火势蔓延扩大。工业电石中还含有磷、硫等杂质，燃烧生成的硫化氢、磷化氢气体不仅易燃易爆，而且毒性大，易导致人员中毒事故。（三）现场情况复杂，处置难度大发生在厂房的电石火灾
41、，因工厂布局复杂，危险化学品储量多，处置起来十分困难。工艺生产装置的高温高压环境也不利于灭火，管线的破环会引起危险品泄漏扩散，形成多点燃烧、立体燃烧。如果错过初期有利战机，猛烈燃烧的高温烘烤，也不利于近距离灭火作战，无法发挥最佳灭火效果。公路运输途中的电石火灾，若发生在市区、人员密集地区，处置干扰因素将增多；若发生在农村偏僻地区，消防力量难以及时赶赴现场，灭火救援器材装备的使用和补给也会受环境限制。四、处置电石火灾的关键环节在确保安全的前提下，应根据电石的理化性质，科学实施灭火救援。消防部队接到报警后，首先应明确电石燃烧状况和人员伤亡情况，加强第一出动力量。并迅速启动应急联动预案，与公安、交警
42、、医疗、市政、环保、安监等部门做好协同。（一）现场侦查消防部队赶到火灾现场后，应通过外部侦查、询问知情人、仪器侦查等方式，快速掌握火势发展情况，为下一步行动方案提供依据。需要侦查掌握的内容有：（1）询问报警人、目击者及知情人，简要了解火灾发生的经过和所采取的处置措施情况；（2）查清电石燃烧数量、包装形式、散落、泄漏情况、火势蔓延方向，周围有无受到威胁的危险物品和易燃易爆品，附近有无水源、点火源；（3）密闭厂区内应利用可燃气体检测仪和有毒气体侦检仪，检测空气中乙炔、硫化氢、磷化氢等气体浓度，并根据检测情况确定安全防护等级，划定警戒范围；（4）查清现场有无受伤、中毒人员，受伤人员数量、分布位置和人
43、员疏散情况；（5）现场的风向、风速、空气湿度、下雨征兆等气象情况；（6）现场地势、周围建筑物、道路、交通状况。（二）初期控制根据侦查检测情况，结合电石燃烧、乙炔扩散发展趋势，果断决策，制定灭火救援行动方案。工程技术人员和医疗救护人员要协助消防人员，加强处置中的技术指导。（1）确定警戒范围。根据火势和气体检测结果，划出警戒范围，必要时实施交通管制，严格控制人员、车辆出入。保持危险气体浓度实时检测，乙炔气体浓度过高时，现场禁火、断电，适时对空气进行水雾稀释保护，防止爆炸。（2）控制火源、水源。及时清除危险区内火源，控制水源，封堵邻近下水道，避免散落电石与水接触，可以对未燃电石采取围堰筑堤或沙土覆盖
44、的保护措施。（3）及时转移，防止扩散。在安全前提下，迅速将包装完好的电石疏散到安全地带，受到火势威胁的散落电石收集到干燥容器内，及时转移到安全场所处理，数量太多时也可用阻燃帆布覆盖保护。（三）灭火剂的选用扑救电石火灾应遵循“先控制，后消灭”的战术原则，控制火势蔓延的基础上，集中力量逐步消灭火灾。由于电石遇湿易燃的危险特性，扑救电石火灾的灭火剂选择有特殊要求。（1）严禁使用的灭火剂。电石忌水，扑救常规A类火灾的水、泡沫灭火剂都不能用于电石火灾；由于电石遇酸剧烈反应，也禁止使用酸碱灭火剂；水蒸气、细水雾较适合小密闭空间窒息灭火，但出于安全考虑，同样不用于扑救电石火灾。（2）常用的灭火剂。可以用干砂
45、、泥土覆盖窒息灭火，一般电石库房配备有干砂灭火剂，泥土也很廉价，容易获取；使用干粉灭火剂灭火，如碳酸氢钠干粉灭火剂，但注意防止复燃；水泥盖熄灭火，水泥具有一定吸水性，遇水生成水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，覆盖在电石表面，隔开了空气，同时也减少了乙炔的产生，灭火效果较好；国外发达国家也采用干石墨、氯化钠、干燥剂扑救电石火灾。（四）安全防护和防爆火灾现场温度高，生成的乙炔随时可能爆炸，电石粉末对皮肤也有灼伤作用，在扑救火灾过程中，救援人员必须穿戴好个人防护装备，以免烧伤和灼伤。进入危险区近距离灭火时，救援人员应视情佩戴隔绝式呼吸器，穿防化服。在深入厂房、库房内部进行侦查，关阀断料操作以及人员搜救时，
46、个人防护等级不低于三级，重度危险区不低于二级防护，减少身体暴露在环境中，保护好皮肤、呼吸系统，减少伤害。设立监测员监测乙炔以及有毒气体浓度，一旦有危险征兆立即发出警报，指挥员要果断下令撤离至安全地带。现场警戒范围内禁止一切火源，切断电源，使用防爆型通讯设备，搬运转移货物时要避免产生撞击火花、静电。密闭的库房要防止电石粉末沾水，防止粉尘飞扬发生粉尘爆炸，库房内适当加强通风，排除危险气体。（五）防止环境污染事故产生的电石渣呈强碱性，如不及时收集处理，会对土壤、河流造成污染，在扑灭火灾后，要将电石渣及污水收集处理，以免污染环境。电石渣处理后可回收作为石灰膏使用，事故现场的污水需进行中和处理，检测合格后才可排放，以免留下腐蚀危害。五、结语本文在研究电石化学危险性的基础上，结合电石的化学特性和电石火灾的特点，对电石火灾事故的处置方法进行了探讨，提出了具体的处置措施。从根本上来说，要做好电石安全生产工作，减少火灾事故的损失，必须深刻认识电石火灾危险性，重视电石工业生产的安全管理和消防培训，增强安全管理与消防应急能力。激发员工促进企业发展内生动力的分析与思考【摘要】为了适应甘肃联通发展和管理的需要，激发员工内生动力对企