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【摘要】本文针对现阶段我国发展实情，结合近几年来发生的重大建筑事故，依据建筑坍塌事故救援行动的特点，提出了救援行动对工程机械的需求分析，亦可为进行工程机械的设计提供参考。
【关键词】建筑；坍塌事故；工程机械；需求分析
随着我国经济的快速增长，建筑行业得到了蓬勃发展，加之近年来城镇化建设的逐步推进，使得我国各地将建筑行业视为“香饽饽”，随之而来的建筑安全问题，特别是建筑灾害发生后的救援行动更加受到重视。2008年发生的汶川地震中，建筑物的坍塌造成了大量人员的伤亡，给国家和个人造成了不可估量的损失。如何在发展的同时做到以防万一，提高建筑坍塌事故中的人员救援效率，是各地救援机构均面临的难题。工程机械作为工程救援队的主力军，在事故坍塌救援行动中起到了不可忽视的作用。但在救援过程中，工程机械仍暴露出性能不佳、型号老化、效率低下等问题，制约了救援行动的开展速度。因此，需对建筑坍塌事故救援行动中的工程机械需求进行重新分析，以得出或设计出适合现阶段、满足现实需求的工程机械及其配置方案。
1. 建筑坍塌事故救援行动的特点
建筑坍塌事故依据其形成的原因可大致分为两类，一是由自然灾害形成的事故，如地震、火灾、台风引起的破坏，该种坍塌一般具有前兆，相关部门会提前发布避难通知；另一种是由于建筑物本身质量问题引起的坍塌，如年久失修、房屋建筑结构不符合国家标准等，该类坍塌相对于前者具有较大突然性，虽然在规模上要小得多，但由于事先没有征兆，也可能造成大量人员伤亡。无论是哪种原因形成的事故，其救援行动均具有以下特点。
1.1救援任务重，时间紧。
据调查统计，被建筑坍塌物掩埋的人员，若在被埋后的20分钟内救出，其存活率高达98.3%；1小时后救出，存活率下降到63.7%；若在两小时内仍无法救出，人员死亡率攀升到58.6%。而一般建筑物的坍塌多伴有交通堵塞，工程机械到达救援现场难度大，更别说在有限的时间内进行机械作业。
1.2救援行动容易受限。
建筑物一般以建筑群形式存在，一旦发生地震似坍塌，极容易造成所在区域救援通道异常狭窄或堵塞，救援机械进出不便，实施作业时区域限制大，作业效率被迫降低。另外，坍塌造成的停水停电等问题给实施夜晚救援带来困难，影响救援行动。
1.3次生灾害易发。
不论是地震还是火灾，其发生二次建筑坍塌的可能性极大，人员在实施救援时往往为了争取救援时间而不得不直接面对二次灾害。如在汶川地震后，里氏4.0级以上余震发生的次数就高达239次，这对救援人员的生命安全构成了巨大威胁。
1.4人员分布不确定。
建筑物由于坍塌的原因众多，使得被埋人员在坍塌救援所在位置无法确定，机械不能尽快实行救援作业。特别是高层建筑物中的被埋人员，要判明其所在位置具有很大难度。
1.5各救援力量协同难度大。
发生事故后，参加救援行动的力量不仅包括消防队、交通部门、公安、卫生部门等，还需要供气、供电、供水和施工等相关单位到场参加协同救援。涉及的救援工具除了工程机械，还有通信、照明、检测、搜救犬和机器人等，可谓人员多、种类杂。另外，遇难家属和围观群众形成的社会压力也为协同救援带来了一定难度。
2. 建筑坍塌事故救援行动对工程机械的需求分析
2.1为争取救援时间，必须加快工程机械的行驶速度。
事故救援就是一场与时间的生命竞赛。能多争取一分钟就能多一份生还的希望。为减少工程机械在救援行动过程中的不必要时间，应当着重提高两个方面的能力。一是要提高机械的行驶速度。快速的反应能力是救援的基础，而更快的行驶速度是抓住黄金救援时间的救命绳。特别是在距离救援力量较远的工厂、独立建筑等的事故救援中，如果行驶速度跟不上，无异于掐住了救援的咽喉；二是提高工程机械的通过性能。工程机械能通过什么样的障碍决定了工程机械能到达什么样的场地。在坍塌中，碎石瓦砾的存在不可避免，在行进的过程中可能还面临泥泞路或沼泽地，具有良好的通过性能是保证工程机械能顺利快速到达救援现场的另一要素。
2.2为提高救援效率，必须实现一机多能。
在机械到达现场之后，按照部署应当进行快速有效的救援，而采取何种救援装备将直接影响救援速度。我国在建筑坍塌救援行动中的装备众多，包括起吊机械、挖掘机械、铲土或运土机械等，但存在功能单一、性能不足的弊端。例如，在狭长地区进行救援时，需要参与的机械包括挖掘机、装载机、起重机等，而现实条件很有可能根本不允许三种机械同时作业，而采取接力式救援又会大大增加救援时间。为了能在有限空间实施多样化功能救援，应着力研究“一种机型、多种平台”的多功能机械。例如，卡特皮勒、沃尔沃、日立、特雷克斯、约翰迪尔等国际公司为了充分发挥工程机械的抢险救灾性能，开发了多种多功能作业装置，能在地震、泥石流等灾害中完成多种作业，如剪切、举升、开缝、捣碎、切割、钻孔、吊装、铲运、推障等，实现了一机多用。我国虽已开始该方面的研究，设计生产了多功能铲斗等，但作业强度不足，作业效率较为低下。工程机械应结合现地，实施工作装置的快换，减少功能转换时间，提高救援效率。
2.3为同步救援行动，必须提高救援力量的互通性。
建筑坍塌事故是一项综合系统工程，应具有完整的、高效的指挥系统，各施救力量也当相互协同，形成应急救援保障体系，以实现较高的救援速度和效率。而在实际救援过程中，各救援部门的相互通信和合作能力因为各种原因而无法得到充分发挥。一是由于部门间的联合救援行动演练少，缺乏救援经验；二是通信设施多样，互联性较差，无法及时构成救援网络系统。个别救援部门的特殊性使得救援力量的整合存在客观上的困难，如解放军和地方实施的共同救援，由于军地系统不通用的原因，使救援必然出现各自为政的情况。应当充分认识到，救援行动只有在统一指挥员的指挥下，才能实现功能的最大化，达到“1+1>2”的效果。例如在汶川地震救助被掩埋人员时，消防部门负责对坍塌物进行切割、搬运，卫生部门则同时想方设法维持被救者的体力，而心理辅导队伍则需要对其心理进行治疗，这些救援力量必须同时作业，缺少任何一个环节，行动都不能成功。可见，解决各救援部门间的互通性是实现力量整合的重要前提。
2.4为保障救援人员，必须提高工程机械的防护性。
提高工程机械的防护性能不仅关系到机械和救援人员的安全，更是保证救援行动持续性的要求。由于坍塌事故救援本身空间行动能力就受限，若机械因为二次灾害的发生造成救援通道堵塞或机械本身倾翻，这样给本来任务就重的救援行动带来了额外负担。所以，分析并改良工程机械的防护性能是实施救援的必要条件。根据坍塌事故形成原因可以知道，救援人员在建筑坍塌救援中主要面临的危险有含有辐射源建筑物的辐射污染、救援险峻地形机械侧翻、未完全倾塌建筑物的落物击砸或掩埋和燃火建筑物中的火焰与烟尘威胁等。对此，应当重点设计出具有针对性条件下的工程机械，如俄罗斯车里雅宾斯克拖拉机——乌拉尔拖拉机厂股份有限公司生产的171.1k3型推土机就是防核辐射推土机，可以在具有核沾染建筑物中进行作业。我国的某型装载机设计了防翻滚和防坠物击砸的驾驶室，一定程度上提高了驾驶员的安全系数。
3. 结束语
大型或超大型城市建设是我国未来几年乃至几十年的重点建设内容之一，建筑行业必在其中发挥举足轻重的作用。虽然长久以来，建筑业在实践中积累了大量经验，近年来更是出现了3D打印建筑物的新理论，建筑质量得到了显著提升，但建筑事故不可一日不防，提高工程机械在建筑坍塌事故中的救援效率对我国城市发展具有重大意义。
【关键词】建筑；坍塌事故；工程机械；需求分析
随着我国经济的快速增长，建筑行业得到了蓬勃发展，加之近年来城镇化建设的逐步推进，使得我国各地将建筑行业视为“香饽饽”，随之而来的建筑安全问题，特别是建筑灾害发生后的救援行动更加受到重视。2008年发生的汶川地震中，建筑物的坍塌造成了大量人员的伤亡，给国家和个人造成了不可估量的损失。如何在发展的同时做到以防万一，提高建筑坍塌事故中的人员救援效率，是各地救援机构均面临的难题。工程机械作为工程救援队的主力军，在事故坍塌救援行动中起到了不可忽视的作用。但在救援过程中，工程机械仍暴露出性能不佳、型号老化、效率低下等问题，制约了救援行动的开展速度。因此，需对建筑坍塌事故救援行动中的工程机械需求进行重新分析，以得出或设计出适合现阶段、满足现实需求的工程机械及其配置方案。
1. 建筑坍塌事故救援行动的特点
建筑坍塌事故依据其形成的原因可大致分为两类，一是由自然灾害形成的事故，如地震、火灾、台风引起的破坏，该种坍塌一般具有前兆，相关部门会提前发布避难通知；另一种是由于建筑物本身质量问题引起的坍塌，如年久失修、房屋建筑结构不符合国家标准等，该类坍塌相对于前者具有较大突然性，虽然在规模上要小得多，但由于事先没有征兆，也可能造成大量人员伤亡。无论是哪种原因形成的事故，其救援行动均具有以下特点。
1.1救援任务重，时间紧。
据调查统计，被建筑坍塌物掩埋的人员，若在被埋后的20分钟内救出，其存活率高达98.3%；1小时后救出，存活率下降到63.7%；若在两小时内仍无法救出，人员死亡率攀升到58.6%。而一般建筑物的坍塌多伴有交通堵塞，工程机械到达救援现场难度大，更别说在有限的时间内进行机械作业。
1.2救援行动容易受限。
建筑物一般以建筑群形式存在，一旦发生地震似坍塌，极容易造成所在区域救援通道异常狭窄或堵塞，救援机械进出不便，实施作业时区域限制大，作业效率被迫降低。另外，坍塌造成的停水停电等问题给实施夜晚救援带来困难，影响救援行动。
1.3次生灾害易发。
不论是地震还是火灾，其发生二次建筑坍塌的可能性极大，人员在实施救援时往往为了争取救援时间而不得不直接面对二次灾害。如在汶川地震后，里氏4.0级以上余震发生的次数就高达239次，这对救援人员的生命安全构成了巨大威胁。
1.4人员分布不确定。
建筑物由于坍塌的原因众多，使得被埋人员在坍塌救援所在位置无法确定，机械不能尽快实行救援作业。特别是高层建筑物中的被埋人员，要判明其所在位置具有很大难度。
1.5各救援力量协同难度大。
发生事故后，参加救援行动的力量不仅包括消防队、交通部门、公安、卫生部门等，还需要供气、供电、供水和施工等相关单位到场参加协同救援。涉及的救援工具除了工程机械，还有通信、照明、检测、搜救犬和机器人等，可谓人员多、种类杂。另外，遇难家属和围观群众形成的社会压力也为协同救援带来了一定难度。
2. 建筑坍塌事故救援行动对工程机械的需求分析
2.1为争取救援时间，必须加快工程机械的行驶速度。
事故救援就是一场与时间的生命竞赛。能多争取一分钟就能多一份生还的希望。为减少工程机械在救援行动过程中的不必要时间，应当着重提高两个方面的能力。一是要提高机械的行驶速度。快速的反应能力是救援的基础，而更快的行驶速度是抓住黄金救援时间的救命绳。特别是在距离救援力量较远的工厂、独立建筑等的事故救援中，如果行驶速度跟不上，无异于掐住了救援的咽喉；二是提高工程机械的通过性能。工程机械能通过什么样的障碍决定了工程机械能到达什么样的场地。在坍塌中，碎石瓦砾的存在不可避免，在行进的过程中可能还面临泥泞路或沼泽地，具有良好的通过性能是保证工程机械能顺利快速到达救援现场的另一要素。
2.2为提高救援效率，必须实现一机多能。
在机械到达现场之后，按照部署应当进行快速有效的救援，而采取何种救援装备将直接影响救援速度。我国在建筑坍塌救援行动中的装备众多，包括起吊机械、挖掘机械、铲土或运土机械等，但存在功能单一、性能不足的弊端。例如，在狭长地区进行救援时，需要参与的机械包括挖掘机、装载机、起重机等，而现实条件很有可能根本不允许三种机械同时作业，而采取接力式救援又会大大增加救援时间。为了能在有限空间实施多样化功能救援，应着力研究“一种机型、多种平台”的多功能机械。例如，卡特皮勒、沃尔沃、日立、特雷克斯、约翰迪尔等国际公司为了充分发挥工程机械的抢险救灾性能，开发了多种多功能作业装置，能在地震、泥石流等灾害中完成多种作业，如剪切、举升、开缝、捣碎、切割、钻孔、吊装、铲运、推障等，实现了一机多用。我国虽已开始该方面的研究，设计生产了多功能铲斗等，但作业强度不足，作业效率较为低下。工程机械应结合现地，实施工作装置的快换，减少功能转换时间，提高救援效率。
2.3为同步救援行动，必须提高救援力量的互通性。
建筑坍塌事故是一项综合系统工程，应具有完整的、高效的指挥系统，各施救力量也当相互协同，形成应急救援保障体系，以实现较高的救援速度和效率。而在实际救援过程中，各救援部门的相互通信和合作能力因为各种原因而无法得到充分发挥。一是由于部门间的联合救援行动演练少，缺乏救援经验；二是通信设施多样，互联性较差，无法及时构成救援网络系统。个别救援部门的特殊性使得救援力量的整合存在客观上的困难，如解放军和地方实施的共同救援，由于军地系统不通用的原因，使救援必然出现各自为政的情况。应当充分认识到，救援行动只有在统一指挥员的指挥下，才能实现功能的最大化，达到“1+1>2”的效果。例如在汶川地震救助被掩埋人员时，消防部门负责对坍塌物进行切割、搬运，卫生部门则同时想方设法维持被救者的体力，而心理辅导队伍则需要对其心理进行治疗，这些救援力量必须同时作业，缺少任何一个环节，行动都不能成功。可见，解决各救援部门间的互通性是实现力量整合的重要前提。
2.4为保障救援人员，必须提高工程机械的防护性。
提高工程机械的防护性能不仅关系到机械和救援人员的安全，更是保证救援行动持续性的要求。由于坍塌事故救援本身空间行动能力就受限，若机械因为二次灾害的发生造成救援通道堵塞或机械本身倾翻，这样给本来任务就重的救援行动带来了额外负担。所以，分析并改良工程机械的防护性能是实施救援的必要条件。根据坍塌事故形成原因可以知道，救援人员在建筑坍塌救援中主要面临的危险有含有辐射源建筑物的辐射污染、救援险峻地形机械侧翻、未完全倾塌建筑物的落物击砸或掩埋和燃火建筑物中的火焰与烟尘威胁等。对此，应当重点设计出具有针对性条件下的工程机械，如俄罗斯车里雅宾斯克拖拉机——乌拉尔拖拉机厂股份有限公司生产的171.1k3型推土机就是防核辐射推土机，可以在具有核沾染建筑物中进行作业。我国的某型装载机设计了防翻滚和防坠物击砸的驾驶室，一定程度上提高了驾驶员的安全系数。
3. 结束语
大型或超大型城市建设是我国未来几年乃至几十年的重点建设内容之一，建筑行业必在其中发挥举足轻重的作用。虽然长久以来，建筑业在实践中积累了大量经验，近年来更是出现了3D打印建筑物的新理论，建筑质量得到了显著提升，但建筑事故不可一日不防，提高工程机械在建筑坍塌事故中的救援效率对我国城市发展具有重大意义。