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多功能组合救援机械设备的优势与应用

发布时间:2009-6-17 0:00:00阅读次数:来源:金山区民防办

在2008年冬季南方雪灾以及“5.12”四川汶川大地震等自然灾害的抢险救援中,许多大型救援机械设备发挥了很大的作用,为抢救更多的生命和财产赢得了宝贵的时间。同时,在救援实践中我们也发现许多大型设备存在着一些救援工作的盲区,主要表现在:

  1、救援现场情况复杂,特别是破坏性地震的现场,大面积的建筑物倒塌,城市道路交通严重堵塞,作业现场空间受限,大型设备接近救援点或者救援面的能力较差,而且大型设备一般动力强、噪声大,操作比较困难、精度难以控制,在救援现场容易引起建构筑物的二次坝坍塌。

  2、在救援现场往往需要多种救援作业交替进行,比如说破碎、拆除、切割、剪、移除等等,大型设备往往功能比较单一或者功能较少,现场移动或转换作业面比较困难,不足以应对现场多种作业需求。

  3、如果采用增加具备单一功能的设备数量来解决这些问题,那么又会带来新的问题。如大多数救援现场空间有限或者根本不可能提供数量多的设备同时作业,而且即使现场存在这样的条件,也会产生诸如现场易产生混乱和设备彼此影响等问题。

  目前采用比较多的解决方案是在大型设备(如大型挖掘机、装载机和吊车等)无法靠近或者是需要更多种类现场作业时,依靠人力(如我们的专业救援队,广大消防、武警和解放军官兵)携带一些专业的手持液压或者汽动工具甚至简易工具在现场进行救援。这种方式作业,一方面是救援效率较低,另一方面是救援人员风险较大。所以,能否寻找到一种体积小巧,同时动力强劲,而且具备多功能特点的机械设备作为大型设备和人力救援之间的有效补充,就显得尤为重要了。

  我们可以从世界上很多国家在灾后救援以及军事抢险任务中使用的设备中受到启发,如美国的911事件,729洛杉矶地震、新奥尔良飓风、泰国、印尼海啸以及欧美一些国家的军事抢险等等,在他们的专业救援设备中普遍配备了安全性高、功率强劲的多功能组合救援机械装备。如:美国生产的“山猫”牌多功能滑移转向装载机(Bobcat Skid Steer Loader)等。

  这种多功能组合救援机械装备和传统的铲车、叉车等有着非常大的不同,在灾害救援的应用方面,具有显著的特点和优势:

  1、具有几十种救救援功能可以选择,每种功能转换对于一个熟练的操作手只需1分钟,而且不需要任何的辅助设备。

  2、可以作为液压动力工作站输出液压动力,用以驱动破拆、剪切、顶撑等多种手持液压救援工具。避免大型机械设备在现场交替作业所带来的不便。不仅提高了功效,而且也提高了作业的安全性和可靠性。

  3、主机行走采用静液压全时四轮驱动,极强的越野性能,爬坡能力45度,涉水深度70公分,可360度原地转向,可在一些倒塌的建筑废墟上进行移动作业。

  4、自重轻,体积小巧,可采用飞机空投以及其它多种运输方式。也可用吊车将其吊至较高建筑废墟的作业面上进行救援工作。

  5、全刚性车身,防滚翻防落物驾驶室,为救援队员提供了较安全的作业空间,手柄以及按键式精确操作,避免无谓伤害和坍塌,有轮式和履带式两种行走模式可供选择。

  下面我们结合滑移装载机的世界发明者---美国山猫多功能滑移转向装载机的功能以及自身特点了解一下这种多功能组合救援设备如何在多种救援抢险作业中发挥自身的优势。

  1、多功能特点

  前面章节曾经提到过,救援现场往往情况复杂,需要多种作业以及人机配合才能完成救援,所以救援设备很有必要具备多功能属性,如此才能一机多用。山猫这种设备具有70多种功能可选择,其工作原理是主机为带有液压输出快速接口的滑移转向装载机(右图为安装四合一组合铲斗并被涂消防红的山猫主机),通过快速更换附件完成功能转换。适合救援而且使用频率较高的功能大概有10种左右(根据不同灾害和事故),这十多种功能可以分别用于地震、消防、交通事故、雪灾、抗洪等抢险救灾场合,下面挑选部分功能(附件)简单介绍。

  1.1破碎功能

  山猫可安装自己生产的液压破碎锤,可对混凝土、沥青、石头等物料进行破碎、切割,也可完成夯实、打桩等作业。以其中的破碎为例,破碎作业的效率和冲击功的大小密切相关,大家知道一般手持风镐的破碎冲击功率在50焦耳左右,手持液压镐在100焦耳左右,而山猫主机机载的破碎锤的冲击功率在1000焦耳左右,其效率完全不在同一个数量级。

  1.2液压剪

  液压剪是在救援抢险中使用率较多的功能,对钢筋、带钢筋的混凝土、砖墙、汽车货车的外壳等进行剪切,或者在一些对噪音要求较高的场合如接近被施救对象时,可以使用液压剪作业,相比较液压破碎锤而言,它的噪音很小,无振动。

  1.3装载、各种抓斗和叉车功能

  山猫主机本身具有装载功能,最大载荷3000公斤左右,具有极大的灵活性和机动性,再配上山猫附件如货叉以及各种抓斗,相对比传统的装载机,在一些空间受限的救援现场可更高效地快速搬运、转移处理散料(如土和沙)以及各种不规则物料(如建筑废墟、损坏的汽车、汽油桶、杂乱钢筋等)。因其配有专用工具、机身小巧以及原地360度转向等特点,所以对救援现场的适应能力以及可处理物料的种类要高于和多于传统装载机。传统装载机如国内的30铲车和50铲车,在较大的场地上装载一般的物料(如土、沙和一般建筑废墟)时,其载重量大的优势方能体现出来。

  1.4 开放式挖掘臂

  山猫的挖掘功能具有180度无障碍视野,最大挖掘深度3.5米,不会由于视野受阻而误伤被救对象或者损坏其它不能损坏的设施。

  1.5除雪除冰

  山猫附件具有扫雪器,推雪板、吹雪机以及超级除冰器,可以处理不同厚度不同压实度的积雪和冰,曾经参与08年雪灾扫雪除冰任务。

  1.6 灌沙袋

  快速灌装沙包,每分钟12袋,每次可灌30袋左右,在抗洪筑堤时会大有用处

  1.7 撒播器

  撒播散料如沙子、融雪剂,有时为预防瘟疫,可撒播石灰以及消毒药等,撒播直径在1.2米到12米。

  1.8 作为大功率液压动力站

  只需附件一个流量控制转换阀,即可直接驱动救援抢险中 经常使用的如荷马特和史丹利等手持液压工具 ,如切割类(各种液压手持锯)、破碎类(手持液压镐)、排水类(污水泵和渣浆泵)、钻孔类(锤钻)、剪切类(手持液压剪)。这样在某些情况下就不需要额外配备小型液压工作站了,一是不用重复投资,二是因为往往这些小型动力站没有自行走能力,机动性稍差,而类似山猫这种液压动力站可以随时行驶到需要的救援现场。

  上述功能如能进行科学组合不但能处理救援现场往往需要多种作业同时进行的复杂局面,而且由于一台设备可以替代多台单一功能的设备,还可能达到节省救援专项资金的效果,救援现场也相对容易管理和协调。

  2、体积小巧,自重轻,原地360度转向

  山猫产品的长宽高大约在长3.6米,宽1.8米,高2米之内,加上本身可以原地360度转向,所以在很小的空间也可以进行作业。

  在美国911事件发生时,由于世贸中心位于Staten 岛上的Manhattan曼哈顿地区,很多补充的大型设备必须通过轮渡才能抵达,响应时间较长,而山猫这种小型设备最小的自重只有1吨左右,最大的也只有3吨多,所以无论是采用飞机空投还是轮渡,响应速度非常快。受纽约消防局之命4台山猫滑移转向装载机通过轮渡抵达世贸中心的救援现场,其中一台山猫连续工作了36个小时,使用自身具备的叉车、铲斗、物料抓斗等功能完成一些如清理废墟,搬运飞机残骸和被破坏的物体如汽车小货车等物体,为大型救援设备开辟道路和救援所需场地空间。

  在地震灾害、消防灭火救援中,往往需要在极小空间内作业,如在楼房中的房间、地下管道内进行破拆、切割、剪切、搬运物体等多种作业。山猫可以在极狭小的空间内进行多种作业,由于自身较轻以及可安装一点式吊钩,所以必要时只需使用起重量较小的吊车既可以方便把山猫送达作业地点。如果接近被救对象时不适合机械作业,可以利用山猫可作为液压动力站的特点直接驱动人工手持液压工具,进行更精细精确的人工救援作业。

  3、越野性能以及适应救援现场的能力

  由于这种滑移装载机采用了静液压四轮全时驱动,其抓地力,牵引力都比同传统的机械传动要大很多,具备45度爬坡能力以及极强的越野性能,如果安装专配的胎外履带,更能增强他的越野性。轮胎也可以选择实心胎,在废墟上行走时可避免被玻璃或其它锋利物体损坏轮胎。

  类似山猫这种多功能设备存在着一些缺点,比如由于行走机构采用静液压驱动,所以行驶速度较慢,一般为11公里/小时,最高也只能达到20公里/小时,所以长距离陆地运输必须采用其他运输工具;还有主机和附件的数量可能会存在一定的矛盾,如果一台主机配置十几种功能附件,则存在着主机使用频率过高而有些附件在现场可能会闲置,因为1台主机作业时只能一次安装一种功能附件,所以选择这种设备一定要分析主机的数量如何和附件的数量组成最优化配置,如此才能最大化地利用主机和附件,才能最大化地最合理地利用救援设备专项资金。

  关于行走速度较慢的问题,我们可以借鉴救援抢险中已经使用过的多功能通讯或者多功能医疗车,也就是说可以采用一个运输车的地盘,上面设计一个类似集装箱的封闭车厢,车厢分前后两部分,靠近车头的部分分为两层,上下两层摆放这种设备可以安装的附件(山猫可自行完成装车和卸车),靠近车尾的部分放置主机,而箱体内部的两面墙壁上可以挂放一些手持救援手持液压工具以及液压软管以及其它救援作业需要的工具。这样如果需要紧急救援,直接把厢式运输车行驶到就近地点,马上就可以展开各工种的救援作业,而且机械和人力可同时进行。

  从汶川“5.12”大地震以及我国在其他公共突发事件的应急响应和应急处置的结果中我们可以看出,党中央国务院以及各主管部门对灾后救援的响应时间,以及动员和利用社会所有可以利用的资源及力量等等方面,已经不亚于甚至还超过其他很多发达国家的政府效率。但是由于种种客观原因,如先进的专业救援设备费用很高,各地方省市的经济水平各不相同等,导致我国的救援设备距离专业化还有一定差距。胡锦涛在全国抗震救灾总结大会上的讲话中强调:我们要进一步加强防灾减灾工作,显著提高防灾减灾能力。提高防灾减灾能力,是保护人民生命财产安全、保卫改革开放和社会主义现代化建设成果的必然要求。要坚持兴利除害结合、防灾减灾并重、治标治本兼顾、政府社会协同,全面提高全社会对自然灾害的综合防范和抵御能力。并指出,要强化对自然灾害预防、避险、自救、互救等知识普及,全面提高全社会风险防范意识、技能和灾害救助能力。要加强防灾减灾领域信息管理、宣传教育、专业培训、科技研发及国际人道主义援助等方面的国际交流合作,积极借鉴国外防灾减灾的成功做法和经验,建立健全同有关国际机构和各国政府在防灾减灾领域的合作机制,充分发挥我国在国际防灾减灾领域的重要作用。所以我们应该充分调研和了解世界各国先进专业救援设备,在性能、功能、可靠性等技术参数满足救援要求的前提下,尽可能地做到用最少的资金最大化地提高救援设备的专业化水平,从而为我国的抢险救援提供设备层面上的强有力保障和支持。

来源:中国地震应急搜救中心

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