地震搜救裝備應(yīng)用與特點(diǎn)

何紅衛(wèi)

地震搜救裝備是指在地震災(zāi)害中，對廢墟下壓埋的受困人員實(shí)施搜救的器材和設(shè)備，包括對壓埋人員進(jìn)行搜尋與定位的搜索裝備，以及在不同倒塌建筑物下對受困人員進(jìn)行救助的營救裝備。地震災(zāi)害救援是當(dāng)前地震現(xiàn)場工作中的重要部分，它具有時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重、環(huán)境危險(xiǎn)等特點(diǎn)。地震災(zāi)害現(xiàn)場搜救的效率，直接關(guān)系到倒塌建筑物下被困人員的生命安全。因此，破壞性地震發(fā)生后，能否及時(shí)、高效地對倒塌建筑物下的受困人員實(shí)施搜救行動(dòng)，便攜、靈活和適用的搜救裝備顯得尤為重要。以下幾種常用搜救裝備在地震災(zāi)害救援行動(dòng)中，依據(jù)本身的特點(diǎn)，發(fā)揮了舉足輕重的作用。

地震現(xiàn)場個(gè)人防護(hù)裝備

個(gè)人防護(hù)裝備能有效地保護(hù)搜救人員在地震災(zāi)害現(xiàn)場工作時(shí)，免受掉落的廢墟、尖銳物體、以及化學(xué)品等物質(zhì)對人體的傷害。是所有地震搜救現(xiàn)場操作人員都應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)操作程序佩戴的防護(hù)裝備。包括救援頭盔、手套、救援服、救援靴、護(hù)目鏡等（圖1）。

圖1 個(gè)人防護(hù)裝備

圖2 聲波／振動(dòng)生命探測儀救援現(xiàn)場作業(yè)

圖3 用光學(xué)生命探測儀搜尋定位被埋壓人員

地震現(xiàn)場搜救行動(dòng)中，救援人員要始終穿戴救援頭盔、救援服、救援靴以及救援手套，防止在救援現(xiàn)場工作時(shí)受到傷害。其中，救援頭盔的佩戴要松緊適度，便于在現(xiàn)場進(jìn)行操作；當(dāng)使用噪聲較大的救援裝備在現(xiàn)場工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)配備耳塞；在狹小空間作業(yè)時(shí)，必須配備護(hù)膝、護(hù)肘及防塵裝備。個(gè)人防護(hù)裝備在使用后，要進(jìn)行洗消，損壞的訓(xùn)練(救援)個(gè)人防護(hù)裝備要及時(shí)更換。佩戴已損壞或不能起到防護(hù)作用裝備的人員，不能進(jìn)入地震災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行與之相關(guān)的救援行動(dòng)。

地震現(xiàn)場搜索裝備

在地震災(zāi)害現(xiàn)場，對倒塌建(構(gòu))筑物下被壓埋的人員實(shí)施解救是城市搜索與救援行動(dòng)的主要任務(wù)。而及時(shí)發(fā)現(xiàn)地震廢墟下的被困人員并確定具體的被壓埋位置，是實(shí)施地震救援行動(dòng)的前提條件，因此就需要運(yùn)用搜索設(shè)備去精準(zhǔn)地定位幸存者。搜索方式可分為人工搜索、儀器搜索與犬搜索。當(dāng)前在地震災(zāi)害現(xiàn)場對幸存者的搜索定位主要是利用搜索裝備和搜索犬。

在地震災(zāi)害救援行動(dòng)中使用的搜索裝備，主要是利用聲波與振動(dòng)、光學(xué)和電學(xué)等工作原理，來確定地震廢墟下被壓埋人員的具體位置。按其物理（聲、光、電、熱、振動(dòng)）和化學(xué)性質(zhì)，搜索設(shè)備主要分為聲波/振動(dòng)生命探測儀、光學(xué)生命探測儀、熱成像生命探測儀、生物雷達(dá)探測儀、搜索機(jī)器人等。近年來，搜索裝備不斷更新，從質(zhì)量、性能、技術(shù)應(yīng)用等方面有了很大的提升。在人工搜索和定位被困人員比較困難的情況下，利用搜索裝備搜尋和定位被困人員，是一種非常好的有效的工具。

（一）聲波／振動(dòng)生命探測儀

聲波／振動(dòng)生命探測儀，是通過發(fā)現(xiàn)地震廢墟下被壓埋人員發(fā)出的敲擊、呼喊等信號(hào)，確定被困人員位置的電子監(jiān)聽儀器。該探測定位系統(tǒng)由定位傳感器、接收顯示單元、信號(hào)電纜和耳機(jī)組成（圖2）。將高靈敏度、經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的傳感器（傳感探頭），放置在倒塌建筑廢墟表面上，利用微電子處理接受裝置，能夠識(shí)別在空氣或固體中傳播的微小振動(dòng)，即可捕捉到被困人員發(fā)出的聲音或敲擊所引起的振動(dòng)，從而可以確定被困人員的位置。

聲波／振動(dòng)生命探測儀能為救援隊(duì)伍提供強(qiáng)大的探測和定位能力，在倒塌的廢墟中，只要被困人員發(fā)出的敲擊聲或呼喊聲在儀器的探測范圍之內(nèi)，聲波／振動(dòng)生命探測儀就能“清楚聽到”這些地下發(fā)出的求救信號(hào)。多個(gè)傳感器可以同時(shí)進(jìn)行工作，因此覆蓋的搜索區(qū)域相對比較大，非常適用于在面積較大的區(qū)域開展搜索行動(dòng)。另外，因配有多個(gè)傳感器及相應(yīng)連接線，在地震現(xiàn)場開展搜索工作時(shí)需要一定的準(zhǔn)備時(shí)間。同時(shí)還要克服工作現(xiàn)場噪聲及其他不利因素的影響，因此在現(xiàn)場工作時(shí)需要特別的仔細(xì)。

圖4 搜索犬參與搜尋廢墟下的幸存者

（二）光學(xué)生命探測儀

光學(xué)生命探測儀，俗稱“蛇眼”（圖3），最初的設(shè)計(jì)是用于軍事行動(dòng)，可以秘密地偵察、監(jiān)視敵方的軍事活動(dòng)。由于其具有良好的工作性能，適用范圍就擴(kuò)展到了地震災(zāi)害發(fā)生后的現(xiàn)場搜索和救援行動(dòng)中。為了適應(yīng)地震災(zāi)害后的搜救行動(dòng)，光學(xué)生命探測儀器經(jīng)歷了多次的更新、升級(jí)。在性能、操作方式、工作環(huán)境方面有了很大改進(jìn)。部分光學(xué)類生命探測儀已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在地震災(zāi)害現(xiàn)場遠(yuǎn)程操控開展工作。

光學(xué)生命探測儀可以在地震災(zāi)害現(xiàn)場狹小空間及常規(guī)方法難以接近的情況下開展工作，例如對建筑倒塌結(jié)構(gòu)裂縫、孔洞等地進(jìn)行全方位的搜索。該儀器可以看到被壓埋在倒塌建筑物下數(shù)米處受困者的位置和情況。它的主要特點(diǎn)在于配有光源的絞鏈連接的小直徑探頭，可以對狹小空間進(jìn)行快速搜索，實(shí)現(xiàn)地震災(zāi)害搜救場地的快速評估。在擴(kuò)展搜索行動(dòng)中，搜索人員與救援人員配合，開創(chuàng)一系列的觀察孔洞，光學(xué)生命探測儀可以通過這些孔洞對新的空間進(jìn)行搜索評估。大部分光學(xué)生命探測儀都配有高解析度的攝像頭，高靈敏度的麥克風(fēng)，高亮度的照明設(shè)備，重量輕，便于攜帶。這種采用模塊式結(jié)構(gòu)和輕小便攜的搜索儀器可以幫助我們的眼睛看到原來不能看到的地方。但必須要記住，沒有一種搜索裝備和方法是萬能的，最好的搜索是綜合運(yùn)用所有可利用的搜索手段。

（三）搜索犬

犬具有高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)，有靈敏的嗅覺、超強(qiáng)的聽覺和敏銳的視覺等特點(diǎn)。犬的鼻子里有約2.2億個(gè)嗅覺細(xì)胞，是人類嗅覺能力的300萬倍左右，能嗅出數(shù)萬種不同的氣味。犬的聽力是人類的16倍，能在非常復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行聲音辨別，而且視覺發(fā)達(dá)，具有微弱光線下視物的能力。

搜索犬是傳統(tǒng)的搜索工具之一。雖然搜索犬的使用范圍有限，但利用搜索犬完成地震救援現(xiàn)場的搜索工作是一種很有效的方法（圖4）。地震災(zāi)害現(xiàn)場工作除了利用上述犬特有的能力外，對搜索犬的服從性、注意力、持續(xù)力等有很高的要求。特別是搜索犬要有性情溫順、攻擊性弱的特點(diǎn)，同時(shí)要有很高的工作熱情，能很快適應(yīng)陌生的工作環(huán)境。經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的搜索犬，可以在地震災(zāi)害現(xiàn)場發(fā)揮獨(dú)特的作用，它能捕捉到人體散發(fā)在空氣中的一些細(xì)微氣味，引導(dǎo)訓(xùn)導(dǎo)員接近倒塌建筑結(jié)構(gòu)下被壓埋的受困人員，同時(shí)能判定是幸存者還是遇難者。

2001年4月27日成立的中國國際救援隊(duì)，在2003年赴阿爾及利亞執(zhí)行地震災(zāi)害搜救任務(wù)時(shí)，一只名為“超強(qiáng)”的搜索犬，成功搜尋到一名被困在倒塌建筑結(jié)構(gòu)下的12歲小男孩。這也是中國國際救援隊(duì)搜索犬隊(duì)第一次參加國際救援行動(dòng)，就搜尋到廢墟下被壓埋的幸存者。因此，搜索犬在地震災(zāi)害搜救行動(dòng)中發(fā)揮了無可替代的作用。

圖5 內(nèi)燃破碎機(jī)切割倒塌的建筑物構(gòu)件

圖6 電動(dòng)鑿巖機(jī)救援現(xiàn)場作業(yè)

圖7 液壓剪切鉗

地震現(xiàn)場營救裝備

隨著城市化進(jìn)程的加快，鋼筋混凝土建筑越來越多，如果遭受地震破壞而發(fā)生倒塌，對于地震災(zāi)害搜救行動(dòng)來說，困難可想而知。再加上各種管道、線路縱橫交錯(cuò)，倒塌的建筑物廢墟體積大，在這種災(zāi)害環(huán)境里營救被壓埋的受困人員，就必須要有一些特殊的營救裝備。

地震現(xiàn)場營救裝備按原理可分為：內(nèi)燃類營救裝備、電動(dòng)類營救裝備、液壓類營救裝備、氣動(dòng)類營救裝備等多種類型；按功能可分為：破拆、剪切、抬升、擴(kuò)張、牽引等多種類型。

（一）內(nèi)燃類營救裝備

內(nèi)燃類營救裝備是一種由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械化救援裝備。內(nèi)燃類營救裝備品種繁多、功能齊全、用途廣泛，工具結(jié)構(gòu)輕巧，比手工工具效率高，不需外界電力，尤其適合野外救援工作。內(nèi)燃破碎機(jī)、內(nèi)燃鏈鋸、內(nèi)燃無齒鋸、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)泵等都屬于內(nèi)燃類營救裝備。在地震災(zāi)害現(xiàn)場破碎、切割倒塌的建筑物構(gòu)件效率比較高（圖5）。

以Petrol Breaker型號(hào)為BH23的內(nèi)燃破碎機(jī)為例，該裝備使用兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)完成破碎作業(yè)，可破拆混凝土構(gòu)件、礫石、磚墻、凍土等。敲擊速率在1330～1350次/分鐘，每次敲擊能量在55J，燃油消耗1.2L/小時(shí)左右，工作噪聲在101dB，使用的燃料是汽油和機(jī)油的混合燃油，比例為50:1，裝備自身重量為23kg。

其適合在空間比較大的區(qū)域開展作業(yè)，工作時(shí)具有速度快、效率高等特點(diǎn)。因有燃油燃燒后產(chǎn)生的廢氣，不適宜在狹小空間內(nèi)開展工作。一般情況下，內(nèi)燃破碎機(jī)需雙人配合進(jìn)行操作，在車輛不能到達(dá)的地震災(zāi)害現(xiàn)場，類似這種較大型內(nèi)燃類營救裝備運(yùn)輸就比較困難。

（二）電動(dòng)類營救裝備

電動(dòng)類營救裝備包括電動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鏈鋸、電動(dòng)剪切鉗等多種。該種類營救裝備適合在狹小空間開展作業(yè)，擁有操作簡便，沒有污染，產(chǎn)生的噪聲相對較小等特點(diǎn)。

圖8 起重氣墊救援現(xiàn)場作業(yè)

以General Breaker型號(hào)為TE705的電動(dòng)鑿巖機(jī)為例，該裝備使用220V交流電機(jī)完成開鑿作業(yè)，使用不同的尖型、平型、圓型以及鏟型鑿頭，可破拆混凝土構(gòu)件、礫石、磚墻、凍土等。輸出功率1030W,頻率50一60Hz,負(fù)載錘擊1890～2670次/分鐘，單次錘擊力量4.3一8.5J,裝備自身重量為6.5kg（圖6）。

該種裝備在地震災(zāi)害現(xiàn)場開闊的區(qū)域進(jìn)行工作效率比較高，并且相對于內(nèi)燃破碎機(jī)來說，體積小，重量輕，比較適合在狹小的空間作業(yè)。但須注意裝備使用的電壓要在規(guī)定的范圍內(nèi)，另外，因其不是單獨(dú)的個(gè)體救援裝備，同時(shí)又是利用電能作為動(dòng)力，在沒有做好防護(hù)的情況下，不適合在下雨天開展作業(yè)。

（三）液壓類營救裝備

液壓類營救裝備包括液壓頂桿、液壓千斤頂、液壓剪切鉗、液壓擴(kuò)張鉗等多種。因?yàn)橐簤侯悹I救裝備穩(wěn)定性較好，能以較小的體積獲得較大的輸出力，所以在地震災(zāi)害現(xiàn)場搜救行動(dòng)中使用的比較廣泛。從輸出的一般能量看，可以分為重型、中型、小型和微型等。為了適應(yīng)地震災(zāi)害現(xiàn)場的需要，該種類裝備也在不斷升級(jí)，部分裝備改進(jìn)了一些可以提高易用性和效率的能量輸出方式。

以Holmatro型號(hào)為CU3040的液壓剪切鉗為例，該裝備以液壓泵輸出的液壓油為動(dòng)力源，可剪切倒塌建筑構(gòu)件內(nèi)的鋼材。工作壓力720bar,鉗口根部最大剪切力351kN,鉗口中部最大剪切力151kN,最大擴(kuò)張力99kN，剪切鉗閉合所需液壓油量319mL,剪切鉗張開所需液壓油量195mL。裝備自身重量為17.9kg，能剪斷直徑為33mm的圓鋼，工作溫度在-20～60℃（圖7）。

液壓剪切裝備在救援現(xiàn)場的作用越來越重要，主要原因是倒塌建筑物內(nèi)的鋼筋及其他鋼材的質(zhì)量以及剪切技術(shù)的提高。該種裝備在剪切鋼筋或其他鋼材時(shí)產(chǎn)生的巨大動(dòng)力,可能對周圍的工作環(huán)境產(chǎn)生影響，在確保有安全防護(hù)的情況下方可作業(yè)。液壓類營救裝備中的液壓油是主要的能量輸出介質(zhì)，一旦出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，就要及時(shí)進(jìn)行更換或檢修。

（四）氣動(dòng)類營救裝備

該類營救裝備由高壓氣體提供動(dòng)力，通過氣瓶、減壓裝置、控制器、導(dǎo)管與裝備相連接，可對倒塌建筑物狹小空間進(jìn)行頂升、支護(hù)、擴(kuò)張等作業(yè)。救援工作中使用的高壓起重氣墊、氣球，低壓起重氣袋以及氣動(dòng)頂桿等均屬氣動(dòng)類營救裝備。

以Lifting Bag型號(hào)為SP1-SP68的起重氣墊為例（圖8），該裝備高壓氣瓶為動(dòng)力源，配以氣體導(dǎo)管、減壓裝置、控制器開展作業(yè)。該種起重氣墊采用格夫拉爾（KEVLAR）結(jié)構(gòu)制造，阻燃、抗靜電。使用的氣瓶容量有4L、6L、9L不等，充氣壓力200～300bar，工作壓力8bar,不同型號(hào)的起重氣墊的充氣量、抬升高度、抬升重量也不同。高壓起重氣墊重量輕，體積小，便于攜帶，比較適合在狹小空間內(nèi)開展作業(yè)。同時(shí)注意不要讓起重氣墊與尖銳、鋒利的物體直接接觸，以免劃傷氣墊或出現(xiàn)危險(xiǎn)。

結(jié)語

面對地震等重大自然災(zāi)害的挑戰(zhàn)，搜救裝備就如同戰(zhàn)場上戰(zhàn)士手中的武器一樣，是提高災(zāi)害現(xiàn)場救援效率的重要工具。但是，僅有裝備，沒有熟練掌握裝備的使用技巧，也是很難發(fā)揮出裝備應(yīng)有的作用的，使用不當(dāng)還可能會(huì)造成人員傷亡。因此，我們在進(jìn)行裝備適用性訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)該緊貼實(shí)戰(zhàn)，做到“人、裝備、現(xiàn)場”三者的有機(jī)結(jié)合，完成裝備在危險(xiǎn)、復(fù)雜環(huán)境下的操作、應(yīng)用與訓(xùn)練，才能充分發(fā)揮出搜救裝備在地震災(zāi)害現(xiàn)場應(yīng)有的效能，真正達(dá)到最大限度減少人員傷亡的目的。