救援“水刀”

李昕晟　李恒旺

2008年5·12汶川大地震，不僅考驗(yàn)了我國面對(duì)自然災(zāi)害的綜合防范和抵御能力，同時(shí)也直接檢驗(yàn)了我國防災(zāi)減災(zāi)的救援體系和救援裝備。

在搶救戰(zhàn)斗中，專業(yè)救災(zāi)隊(duì)、消防特警動(dòng)用各自專用的救援設(shè)備進(jìn)行施救，而廣大解放軍指戰(zhàn)員和各界群眾則多是采用普通的鐵鍬、石鎬甚至是徒手營(yíng)救。但廢墟下的情形錯(cuò)綜復(fù)雜，倒塌房屋的梁柱和樓板，往往是摔斷骨頭連著筋，在成百上千噸磚石中還串連著無數(shù)根扭曲的鋼筋，這就使得大型挖掘、吊裝機(jī)械無從施力。而消防和特警現(xiàn)有的小型裝備，則多因功率太小或選擇性太強(qiáng)而無法切割所有的廢墟材料，使得一些施救難以快速高效地展開。鮮活的生命就此漸漸離我們遠(yuǎn)去，而有些實(shí)難脫險(xiǎn)的人又不得不被截肢方能救出!

筆者與父親經(jīng)過近一年的研究對(duì)比，建議國家將高壓“水刀”技術(shù)應(yīng)用到抗震救災(zāi)和其它應(yīng)急救援中去，盡快開發(fā)和裝備專業(yè)的“救援水刀”來迎接挑戰(zhàn)。希望我們的專業(yè)救災(zāi)隊(duì)和消防特警盡快裝備“救援水刀”，成為戰(zhàn)無不勝的戰(zhàn)神，更好地保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)。

“水刀”，全稱為超高壓水射流切割機(jī)，它是將電能或機(jī)械能等轉(zhuǎn)換成射流能的切割設(shè)備。其切割原理是：利用超高壓柱塞泵把水增能至超高壓(180-300Mpa以上)，送至孔徑很小的水噴嘴(φ0.25-0.3mm)，使水壓勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯淞鲃?dòng)能，再摻入磨料(石榴石)，經(jīng)混沙管(φ0.8mm)以數(shù)倍音速的高速度噴出，借助這種高速水射流及磨料粒子的沖擊作用完成對(duì)各種物料的切割。

“水刀”以其超高壓、小流量、細(xì)射流等特點(diǎn)創(chuàng)造了一種高效地冷切割的新工藝。其優(yōu)點(diǎn)是：

1．切割材料的無選擇性?！八丁蹦軌蛑苯忧懈罡鞣N石材、混凝土、陶瓷、玻璃、塑料、木材等非金屬以及鋼、銅、鋁等金屬材料和玻璃鋼等復(fù)合材料，它對(duì)所有能出現(xiàn)在地震倒塌房屋廢墟現(xiàn)場(chǎng)中的各種材料，包括鋼筋混凝土的梁柱和樓板等都能夠無選擇地直接切割，并對(duì)熱敏感金屬(如鈦合金)、硬質(zhì)合金、易燃易爆物品等特別有效，且不破壞其內(nèi)部組織。而且切割縫隙很窄(1～1.5mm)，切面平整光滑。這樣可顯著提高現(xiàn)場(chǎng)救援精度和效率。

2．可控性好操作性強(qiáng)。改進(jìn)后的“救援水刀”，除去原有的二維切割平臺(tái)，而保留主機(jī)、微機(jī)和噴射系統(tǒng)。其大型的由機(jī)械臂依托把持噴射頭，微機(jī)數(shù)控作業(yè)，小型噴射頭直徑只有20毫米，可由人工手持自由作業(yè)，特別適應(yīng)深入狹縫中切割施救。主機(jī)與一組或多組噴射頭之間由高壓軟管連接，在一定的區(qū)域內(nèi)可進(jìn)行任意方位的三維切割，并能在被切割物的任意點(diǎn)上開始單獨(dú)的或聯(lián)合的施救。它能夠配合大型挖掘、吊裝和機(jī)械手進(jìn)行大面積的剝?nèi)∽鳂I(yè)，也可進(jìn)行細(xì)微局部的貼身挖取營(yíng)救?！熬仍丁比舨捎秒妱?dòng)主機(jī)，則配備有交流調(diào)速變頻器，可以讓主電機(jī)無級(jí)調(diào)速，若采用柴油主機(jī)則本身具有無級(jí)調(diào)速能力，從而改變高壓水的輸出壓力，達(dá)到控制切割深度和速度的目的。

3．切割速度快。水射流切割是一種高速侵蝕力，它以數(shù)倍音速的巨大射能粒子流僅集中侵蝕于φ0.8mm以內(nèi)的小點(diǎn)上，因此切割效率很高，穿透力極強(qiáng)，加之噴頭與被切割物無接住，故而切割行刀速度很快，是其他營(yíng)救切割工具的一倍甚至數(shù)倍以上。

4．工作環(huán)境好。切割中由于水的冷卻作用，被切割物體的切割溫度低于80℃，不產(chǎn)生熱變形和熱影響等問題?！八丁鼻懈顣r(shí)無毒無味、無灰塵、無火花、無油煙、無高溫、振動(dòng)小、噪音低。在救援時(shí)能很好的避免對(duì)被救援者肢體和呼吸道產(chǎn)生間接傷害，也不會(huì)影響干擾其它救援點(diǎn)的施救工作。

5．安全性高。只要高壓水射流避免正對(duì)被救援者直接切割，就不會(huì)造成工作傷害，必要時(shí)再配合適當(dāng)?shù)乃疄R霧遮擋或吸能，預(yù)先做好被切割物的支撐固定，就能避免對(duì)被救援者產(chǎn)生次生傷害。

6．適應(yīng)性強(qiáng)?！八丁逼湓O(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、整體性強(qiáng)。機(jī)動(dòng)、電動(dòng)均可。按其功率功能可分為車載、機(jī)載、拖載、馱載等形式，高度機(jī)動(dòng)靈活，利于車運(yùn)空投。能在第一時(shí)間隨隊(duì)抵達(dá)第一線進(jìn)行救援?！八丁钡墓ぷ鹘橘|(zhì)只有水和磨料，而且均消耗量極少，水在現(xiàn)場(chǎng)任何水源經(jīng)過隨機(jī)過濾器過濾后均可使用，袋裝磨料粒子便于車運(yùn)空投的及時(shí)補(bǔ)充供應(yīng)。