基于应急救援管理体系下新装备的探索与应用

张　谦，　张　罡，　赵 会 生

(中国人民武装警察部队 水电第七支队，湖北 武汉　430200)



基于应急救援管理体系下新装备的探索与应用

张谦，张罡，赵 会 生

(中国人民武装警察部队 水电第七支队，湖北 武汉430200)

基于路径优化模式下抢险初期如何在最短的时间内实现人员、装备、物资到达灾区，快速抢通生命通道这一问题，通过云南鲁甸红石岩堰塞湖排险路径分析，探索应用了新装备——应急动力舟桥和应急快速机械化桥形成水上作业平台，解决了部分路径涉水抢险难题；通过对东方之星沉船道路抢通抢建救援案例进行分析，探索应用了软质机动路面保障装备，解决了泥泞路面快速保通抢险的难题。

路径优化；新装备；新技术；探索；应用

我国是世界上遭受自然灾害影响最严重的国家之一，灾害种类多，发生频率高，分布地域广，造成损失重。过去5年时间，我国各类自然灾害多发频发，年均造成全国3.1亿人次受灾，1 500余人死亡失踪，900多万人紧急转移安置，造成直接经济损失3 800多亿元，各类自然灾害给人民的生命与财产安全带来了巨大的威胁。

武警水电部队自2009年纳入应急救援力量体系以来，先后出色完成了抗击雨雪冰冻灾害、5.12汶川抗震救灾、唐家山堰塞湖排险、广西卡马水库溃决抢修、江西唱凯堤决口封堵、甘肃舟曲特大泥石流灾害抢险、云南鲁甸抗震救灾等重大抢险任务，既延伸了原有的专业技术优势，又积累了丰富的救援实战经验，同时融合了新技术和新装备应用，充分体现了武警水电部队专业化、机械化、现代化的核心优势。笔者主要依托抢险救援实战案例，结合救援路径优化选择，就新装备推广应用方面做了进一步探索与总结。

1　工程机械在应急救援中的重要性

武警水电部队作为一支专业化应急救援队伍，集团作战的机械化优势是抢险救援的重要力量。在以往的抢险救援中，唐家山堰塞湖排险投入主要设备48台(套)，其中挖掘机16台、推土机26台、自卸车4台、钻机2台；甘肃舟曲泥石流排险投入主要装备120台(套)，其中挖掘机76台、推土机2台、自卸车36台、钻机6台；江西唱凯堤决口封堵投入主要装备246台，其中挖掘机26台、推土机15台、自卸车205台；红石岩堰塞湖排险投入主要装备71台(套)，其中挖掘机46台、破碎锤15台、自卸车8台、钻机2台。另外，工程机械在抢险初期维护道路，抢通交通生命线；抢险中期应急排险，处置危险建筑工程；搜索救援，挽救被困群众方面也发挥着不可替代的作用。现代化应急救援逐步打破了以往的人海式战术格局，机械设备以良好的作业性能、快速高效的救援效率实现了抢险救援的安全、高效和不可替代性。

2　道路抢通及救援路径的选择

灾害发生后，最急迫的就是要保证抢险人员、装备和救灾物资第一时间到达受灾一线。但是，自然灾害往往都伴随着道路损坏、交通阻塞，从而严重阻碍救援设备、物资输送和受灾人员的转移，严重影响救援效率。因此，快速抢通损坏道路，科学选定最佳可靠的运输路径，确保救灾生命线的畅通至关重要。

应急管理体系研究方面，运输网络的优化路径问题已经成为研究热点。优化路径一是为了缩短救援人员、装备、应急物资到达受灾地点所需的时间；二是保证路径选择连通可靠，运输成本低等。成熟的路径优化文献为合理选择救援路径、有效展开救援工作提供了理论支撑。在实际抢险救援过程中，远距离输送路径随机组合选择范围广，道路一般具备通行条件或者通过常规救援技术能够迅速抢通道路，而在救援中心区域，尤其是次生灾害发生区域(堰塞湖、大型滑坡体)，因其自然环境恶劣，地质条件差，往往只有一条或者两条路径，甚至没有常规路径可选，抢通抢建难度比较大。笔者主要围绕救援中心区域在优化救援路径情况下新设备的引进与应用进行论述，以保证救援道路在有效时间内抢通，确保受灾生命线通畅。

3　基于云南鲁甸红石岩堰塞湖险情处置情况下的新装备应用

3.1基本情况

2014年8月3日16时38分，云南省昭通市鲁甸县发生6.5级地震，昭通市巧家县境内牛栏江右岸巧家县与鲁甸县交界处的龙头山体发生大规模山体滑坡，滑坡体约1 000万m3，导致牛栏江河道堵塞300余m，河水上游水位突然上涨近4 m，形成长约70 m，宽约100 m,约6、7万m3水量的堰塞湖(图1)。牛栏江红石岩堰塞湖堰体高，蓄水量大，危险分级评定为“极高危险级”。当时正处于雨季，如不及时处理，山体进一步滑坡将加剧堰塞湖险情，直接影响到上游会泽县两个乡镇，同时也威胁下游沿河的鲁甸、巧家、昭阳三县(区)10个乡镇、3万余人、3.3万亩耕地以及下游牛栏江干流上天花板、黄角树等水电站的安全。

图1　牛栏江红石岩堰塞湖河谷原貌(往下游方向)

3.2路径选择

受地震影响，交通完全中断。根据现场情况调查，发现两岸各有一条道路，但其受地震影响，塌方地段多达35处。但通过道路抢通排险，可以满足设备、物资通往堰塞体。

第一条路径：左岸道路位于包谷垴镇接大坪子、新坪至红石岩村，道路宽3～4 m，边坡高陡，道路高度距河床约500 m。该道路受地震影响路基严重损毁，多处岩石崩塌，巨石嶙峋，部分路基仅有几十公分宽且靠山侧为笔直的峭壁(峭壁上部分岩体已张开，随时有掉落的危险)，部分路段人员徒步通行困难，但其为通往堰塞体唯一的陆上通道。

第二条路径：右岸道路从包谷垴、天生桥向上游转线至红石岩电站，沿江道路高程较低，距河床30～40 m，为柏油路面，宽5 m，受地震影响，多处塌方，同时受滑坡体影响，右岸山体陡峭，无法在右岸岩壁上打通通往堰塞体的道路，需通过堰塞湖湖面水上通道到达堰塞体。

3.3路径对比及装备融合应用

为了尽快启动红石岩堰塞湖抢险任务，排除险情，联合指挥部确立了以运输时间最小化和投入装备、物资最大化为目标，制定了两个方向、两条道路同时打通的方案。

左岸道路以新坪至红石岩村路段为例，道路全长23 km，公路在起始位置完全中断, 多处路基外侧崩塌，部分路基仅有几十公分宽，损毁严重，作业面过窄、不利于机械操作，部分路段徒步通行都十分困难，抢险难度较大，相当于在悬崖峭壁上重新修建一条道路。但该道路抢通后，即打通了红石岩堰塞体和“灾区孤岛”红石岩村的唯一通道。

右岸道路大部分位于昭巧二级公路天生桥附近，受灾路段长约60 km，塌方较多，但与左岸相比较，公路原始道路条件较好，主要为滑坡体覆盖，抢通难度适中。道路抢通后，受堰塞湖湖水阻隔，并不能直接到达红石岩堰塞体和红石岩村。

最终，通过第一条路径(包谷垴至红石岩村)由陆路向红石岩堰塞体运输人员、物资及设备(图2)；通过第二条路径(包谷垴、天生桥、红石岩电站)，配合解放军舟桥部队临时码头、冲锋舟、漕渡门桥，水陆混合向红石岩堰塞体运输人员、物资及设备。第二条路径(右岸公路)是在灾害现场交通不畅、没有陆路通行、导致工程机械无法通过常规手段到达救援现场的情况下基于救援路径优化考虑的，通过与其他兄弟部队协同作战，采用舟桥部队搭设临时码头通过漕渡门桥水上作业平台的方式，为恶劣灾害环境下装备保障打开了水路通道。类似情况的还有“5.12”唐家山堰塞湖应急排险，首次动用了大型飞机吊运重型挖掘机展开抢险任务。

3.4新装备的应用

图2　左岸道路危险路段抢通

基于路径优化模式下，为达到运输时间最小化，在充分考虑抢险作业恶劣环境的情况下，我部在与地方联演联训活动中探索应用了应急动力舟桥和应急快速机械化桥，形成了水上作业平台，解决了部分涉水抢险难题。

3.4.1应急动力舟桥

HZ应急动力舟桥是一种重型舟桥器材，每个浮体单位自带动力，架设快速、机动灵活，集浮桥、渡运于一体，其公路运输可直接开往目的地，在紧急或非正常状态时快速架设应急通道，克服水面障碍，为快速实施救援提供了保障。

HZ应急动力舟桥可以快速拼装与分解，便于使用及运输，拼组的浮式结构整体安全稳定(图3)。全套器材由8个河中舟、2个岸边舟、10辆舟车及全桥辅助器材组成，适用于在流速不大于3 m/s的江河上架设浮桥，保障履带载63 t或轮式轴压力13 t以下的荷载通过江河。展开后的河中舟长10 m，宽8.3 m，高1.3 m，车行道宽5 m，重约10 t。

相关水路应急交通工程装备还有应急分置式浮桥、应急带式舟桥、应急机动栈桥等。

3.4.2应急机械化桥

HZQL21应急机械化桥是一种用汽车载运并由单车完成架设和撤收作业的制式机械化桥梁器材(图4)，主要用于快速架设临时桥梁通道，为克服小型河流、沟谷、弹坑等障碍，快速实施救援提供保障。桥梁长度为21 m，克服障碍最大宽度为19 m，架桥、撤桥时间约10 min，可保障履带式荷载60 t以下、轮式荷载轴压力17 t以下的各类车辆、火炮、坦克、工程机械等重型装备通过。该器材可以用于高原、山地、平原和水网稻田地区。

图3　HZ应急动力舟桥

图4　HZ应急机械化桥

相关公路应急交通工程装备还有应急两栖机械化桥、应急重型机械化桥、应急轻便快速桥等。

4　基于东方之星沉船道路抢通环境下的新装备应用

4.1基本情况

2015年6月1日21时40分，湖北监利大马洲水道发生“东方之星”客轮翻沉事件，水电部队受领任务，完成长江大堤到主干道沼泽地内5.8 km道路抢通及保通任务，为江面救援中心打通了唯一一条陆上生命通道。此次抢险时间紧、任务重，施工难度大。

4.2处置方法

此次道路抢通保通任务最主要的特点：一是抢通路段地处芦苇荡、深水沟、沼泽地，土质松散、含水量高，排水困难，循环辅助通道年久失修、路基松软、涵洞塌陷、洪水浸泡；二是过往车辆多，承载任务重，对道路破坏和施工干扰非常大；三是强降雨多，道路被反复冲垮。

此次抢通保通采用了“多点作业、开沟排水、淤泥清除、石渣固基、草帘铺设、碾压密实、全程保障”的沼泽地道路抢通战法。主要是排除积水，保存路基原状，减少扰动破坏，采用碎石料及时铺设并碾压密实，尽快形成通道后全程跟踪保障，逐步加固(图5)。

图5　道路抢通现场

4.3新装备的应用

针对一系列新困难：一是沼泽地抢通。任务道路地处芦苇沼泽地，地基长年泡水，土质松软，不易形成硬化路面；二是强降雨中保通。因任务区域连降暴雨，对暴露的泥土路基形成二次扰动，原状路基易暴露而被雨水浸泡；三是二次保通压力大。路线贯通后，由于路基总体较软并经来往车辆反复碾压，同时长时间被雨水冲泡，很多路段二次破坏后形成“弹簧路”和“泥浆坑”。在实际救援现场前期石渣料供应不足的情况下采用了各种传统道路加固办法，道路保通压力大。

基于陆上唯一路径模式下，为做到道路抢修时间最小化，确保第一时间通行顺畅，在充分考虑抢险作业恶劣环境的情况下，我部在与地方联演联训活动中，探索应用了软质机动路面保障装备，解决了泥泞路面快速保通抢险的难题。

HZLM100型应急硬质机动路面主要用于在沙滩、泥泞、雪地、沼泽等高承载能力的地段铺设临时活动路面，保障履带式荷载LD-60、轮式荷载轴压力13 t以下车辆通过，以提高后勤保障中部队的机动能力。此外，其还可以为临时物资转运站、库房、车站、航空站等设施及各类工地铺设临时通道(图6)。

5　结　语

道路抢通直接关系到救灾工作是否顺利开展。作为抢险任务的首要任务之一，道路抢通具有较强的时效性，其难在于“急”，贵在于“快”。上述新装备的拓展与应用，能够有针对性地解决以往实际抢险过程中的短板、弱项，在传统的应急救援技术基础上，创新思路，大胆采用先进、高效的新装备，大大缩短了既有路径的抢通抢建时间，为抢险救援行动赢得了宝贵的时间。

图6　应急硬质机动路面

要想在灾害发生后第一时间快速高效地抢通道路，必须做到以下几点：一是要在巩固传统道路抢通技术的基础上，积极探索应用国内外先进应急救援装备，如徐工“蜘蛛侠”—ET110步履式挖掘机、水路两栖挖掘机、无人智能挖掘机、无人机、无人船等新装备的训练与应用；二是加速军民融合，以战斗力提升为目的，加强与装备生产厂家的沟通，在装备研发需求上做好引导和定位，进一步改进救援装备以贴近救援实际；三是依托政府部门，建立并完善应急救援装备体系，在确保自有装备保有量的基础上，由政府部门整合工程机械企业和大型施工单位工程装备，确保灾害发生后能迅速投入救援现场。目前，湖南、辽宁两个省已有探索，形成了工程机械服务机构救援网络。

[1]谢明武.工程机械应急救援管理技术研究[D].西安：长安大学，2014.

[2]孟小丁.应急运输路径选择问题的优化研究[D].兰州：兰州交通大学,2013.

[3]翟从福.武警水电部队应急建设能力水平研究[D].南昌：南昌大学，2011.

(责任编辑：李燕辉)

2016-07-12

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1001-2184(2016)04-0046-04

张谦(1982-)，女，山东淄博人，工程师，硕士，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

张罡(1981-)，男，陕西武功人，工程师，学士，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

赵会生(1974-)，男，河南焦作人，工程师，学士，从事水利水电工程施工技术与管理工作.