文·圖/ 本刊記者 趙原
國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援勘測隊依托中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院邊坡雷達(dá)研發(fā)團隊組建,主要任務(wù)是為滑坡、坍塌、潰壩等事故災(zāi)害搶險救援提供災(zāi)情勘察、風(fēng)險分析和安全監(jiān)測技術(shù)支持。2019年,這支隊伍榮獲了應(yīng)急管理部評選的“應(yīng)急管理系統(tǒng)先進(jìn)典型”稱號,這支由高學(xué)歷青年科研人員組成的救援隊伍,究竟在救援中發(fā)揮了哪些作用呢?
國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援勘測隊(以下簡稱“勘測隊”)依托中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院(以下簡稱“中國安科院”)邊坡雷達(dá)研發(fā)團隊組建,主要任務(wù)是為滑坡、坍塌、潰壩等事故災(zāi)害搶險救援提供災(zāi)情勘察、風(fēng)險分析和安全監(jiān)測技術(shù)支持??睖y隊現(xiàn)有隊員28人,全部為本科以上學(xué)歷,其中博士13人、碩士5人,并有6人具有博士后工作經(jīng)歷、3人具有海外留學(xué)經(jīng)歷,是一支由高學(xué)歷青年科研人員組成的專業(yè)型國家級救援隊伍。2019年,這支隊伍榮獲了應(yīng)急管理部評選的“應(yīng)急管理系統(tǒng)先進(jìn)典型”稱號,他們在應(yīng)急救援監(jiān)測保障工作中作出了怎樣的貢獻(xiàn)呢?
滑坡災(zāi)害發(fā)生后,發(fā)生二次滑坡的風(fēng)險非常高。我國每年有超過十萬人次的救援人員,在各種坍塌殘留體下開展救援,監(jiān)測保障工作非常重要。目前,我國的滑坡應(yīng)急監(jiān)測仍以人工水準(zhǔn)監(jiān)測為主,風(fēng)險高、難度大、周期長、精度低。自2000年以來,美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家開始采用干涉雷達(dá)技術(shù),大幅提高了滑坡監(jiān)測預(yù)警的準(zhǔn)確性,但設(shè)備售價動輒上千萬,制約了該技術(shù)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。針對這項“卡脖子”問題,中國安科院于2011年組織科研人員開展攻關(guān),成功研制了國產(chǎn)化邊坡雷達(dá)裝備,掌握核心技術(shù),打破了國外的技術(shù)壟斷。2015年,中國安科院以雷達(dá)研發(fā)人員為骨干,組建勘測隊,將邊坡雷達(dá)研發(fā)成果,結(jié)合無人機、激光掃描等先進(jìn)技術(shù),應(yīng)用于國內(nèi)重特大滑坡事故和災(zāi)害救援,為應(yīng)急決策指揮提供了重要的數(shù)據(jù)支持。
說起這支隊伍的成立,隊長馬海濤告訴本刊記者:“2015年11月13日,在浙江省麗水市蓮都區(qū)雅溪鎮(zhèn)里東村發(fā)生了山體滑坡事故,那個時候,我們研制的邊坡雷達(dá)經(jīng)過了一年多的工程實驗,已經(jīng)基本可以應(yīng)對實戰(zhàn)。于是,我們主動向當(dāng)時的國家安全監(jiān)管總局、浙江省委省政府請纓——我們研制出的最先進(jìn)的設(shè)備可以用于支援滑坡救援。于是,在原國家安全監(jiān)管總局和浙江省領(lǐng)導(dǎo)的安排下,我們中國安科院科研人員組建了勘測保障隊伍抵達(dá)現(xiàn)場,開始了第一次救援工作——那是勘測隊最初的雛形。2017年,國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援中心起草了國家安全生產(chǎn)應(yīng)急勘測隊組建方案。獲批后,國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援中心也在隊伍建設(shè)過程中給予了大力指導(dǎo)和支持,將我們逐漸納入到全國救援體系內(nèi)。2018年1月,國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援中心正式下文,命名為國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援勘測隊,至此,我們光榮地成為了全國85支國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援隊之一?!瘪R海濤自豪地說。
勘測隊是目前國內(nèi)唯一一家負(fù)責(zé)勘測保障的專業(yè)救援隊伍。他們利用邊坡雷達(dá)時刻監(jiān)測滑坡后的山體,判斷是否有二次滑坡的可能,從而給在滑坡殘余體下開展作業(yè)的救援人員提供保障?!拔覀兊睦走_(dá)就好比是手電筒、指路燈,救援人員到了滑坡現(xiàn)場之后,用它照著作業(yè)才更安全。”馬海濤解釋說,“除邊坡雷達(dá)之外,我們還將更多先進(jìn)技術(shù)帶到救援現(xiàn)場進(jìn)行示范應(yīng)用,保障救援的進(jìn)行。如2016年發(fā)生的福建泰寧‘5·8’泥石流滑坡,一個建筑工地被埋,死了30多個人。我們到現(xiàn)場后看到周邊很多山區(qū)都發(fā)生了泥石流——這其實是一個群發(fā)性的泥石流。這個時候就需要用無人機進(jìn)行更大范圍的偵查。我們當(dāng)時就利用無人機發(fā)現(xiàn)了附近的一個電力塔架受損的情況、泥石流對上游水庫的威脅,以及上游三四千米遠(yuǎn)處的道路被洪水沖斷,導(dǎo)致有村鎮(zhèn)居民被困無法及時撤離危險區(qū)域等情況?!?/p>
勘測隊隊長馬海濤博士正在為記者展示邊坡雷達(dá)云平臺監(jiān)測中心
“而我們使用激光掃描儀可以更準(zhǔn)確地獲得滑坡的方量,也就是滑坡土到底堆積了多厚,和原始地形進(jìn)行一個對比,就可以知道現(xiàn)在建筑物所埋的深度,預(yù)估挖掘機需挖掘的深度,可以為決策指揮提供很多技術(shù)方面的建議?!?/p>
例如,在2015年深圳“12·25”渣土受納場滑坡事故救援中,由中國安科院院長張興凱帶領(lǐng)勘測隊緊急調(diào)派了三維激光掃描儀、探地雷達(dá)和邊坡雷達(dá)3套先進(jìn)的遙感設(shè)備前往現(xiàn)場,通過三維激光掃描儀測繪建立了事故發(fā)生前后全區(qū)域的三維地形模型;使用探地雷達(dá)對建筑物可能存在的位置進(jìn)行探測,為救援工作指明重點挖掘區(qū)域,提高搜救效率?!按送?,當(dāng)時由于滑坡造成了西氣東輸?shù)奶烊粴夤艿朗軗p斷裂,向香港輸送的天然氣被迫中斷,為了及時恢復(fù)供氣,管道搶修人員必須在滑坡殘余體下方進(jìn)行作業(yè),十分危險。”勘測隊用邊坡雷達(dá)對滑坡殘余體開展了24小時實時監(jiān)測,“就好像好幾百人的命攥在了你的手里?!闭强睖y隊的這些工作為災(zāi)情研判提供了技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù),保障了救援人員安全,確保救援有序高效進(jìn)行。
在滑坡災(zāi)后恢復(fù)的時候,往往需要道路修復(fù)、村鎮(zhèn)搬遷,以及人員安置點周邊區(qū)域的隱患排查等,勘測隊隊員們在道路基建、測繪、安全評價等方面都具有專業(yè)優(yōu)勢,因此在協(xié)助后期災(zāi)害重建工作中,他們也貢獻(xiàn)了不少力量。
勘測隊采用自主研發(fā)的S-SAR型邊坡雷達(dá)救援裝備,經(jīng)受了臺風(fēng)暴雨、高溫濕熱、嚴(yán)寒暴雪、高原高海拔等惡劣環(huán)境的實戰(zhàn)檢驗,并通過救援實踐了解到實際需求,不斷改進(jìn)裝備性能,參與了近年來的15起重特大滑坡、泥石流災(zāi)害救援行動,可在5千米范圍內(nèi)監(jiān)測到巖土體0.1毫米的微小變形,打破了國際壟斷,帶動了滑坡應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)和隊伍的發(fā)展。目前,勘測隊已在全國部署邊坡雷達(dá)30余臺,產(chǎn)品性能經(jīng)鑒定,達(dá)國際領(lǐng)先水平,迫使進(jìn)口設(shè)備大幅降價,累計為國家節(jié)省外匯約2億元。隊伍建立4年來,勘測隊員結(jié)合一線救援的實際經(jīng)驗,發(fā)表論文50余篇,授權(quán)專利15項,并獲得中國職業(yè)安全健康協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎(2017年)和中國專利優(yōu)秀獎(2018年)。為滑坡應(yīng)急救援監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。
勘測隊的成員大多都是邊坡雷達(dá)的研發(fā)人員,科研人員在救援現(xiàn)場能夠起到什么樣的作用呢?“一方面能夠通過我們對雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀,為救援指揮決策提供技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù);另一方面,也有利于研發(fā)人員獲得救援現(xiàn)場的第一手?jǐn)?shù)據(jù),了解救援過程中最需要什么樣的設(shè)備。我們科研人員在實戰(zhàn)過程中也在不斷地總結(jié)經(jīng)驗,從而知道設(shè)備的改進(jìn)方向和發(fā)展方向,讓這一高精尖的技術(shù)真正地‘落地’。”
如今,國產(chǎn)邊坡雷達(dá)監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)從一代進(jìn)化到二代,“我們一開始是吸納國外的技術(shù),到二代時就已經(jīng)融入了很多我們自己的思想,這些思想都是從歷次救援實踐過程中摸索出來的。以前,雷達(dá)是一個非常高深的領(lǐng)域,至少要達(dá)到博士學(xué)歷才能會用,而我們將高深的雷達(dá)操作程序化、自動化、漢化,實現(xiàn)‘傻瓜式’安裝、‘一鍵式’啟動。現(xiàn)如今,我們已經(jīng)在全國各地30多個雷達(dá)布設(shè)點培養(yǎng)了安裝技術(shù)人員,讓邊坡雷達(dá)能夠更高效地服務(wù)于救援一線?!?/p>
目前全國已有30多個邊坡雷達(dá)的布設(shè)點
國產(chǎn)邊坡雷達(dá)的這一優(yōu)勢在2019年的“7·23”貴州水城滑坡救援中格外凸顯出來。2019年7月23日21時許,貴州省六盤水市水城縣雞場鎮(zhèn)坪地村岔溝組發(fā)生山體滑坡,滑坡體量大約200多萬立方米,造成20余棟房屋被埋。災(zāi)害發(fā)生后2小時左右,中國安科院院長張興凱接到應(yīng)急管理部值班室通知,緊急集合勘測隊,并立即聯(lián)系了距離災(zāi)區(qū)最近的S-SAR邊坡雷達(dá)使用單位——貴州消防總隊和貴州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,協(xié)調(diào)設(shè)備當(dāng)夜運往災(zāi)區(qū),同時派出馬海濤、任貴文等5名勘測隊員隨國務(wù)院工作組同機趕赴現(xiàn)場協(xié)助開展應(yīng)急監(jiān)測和滑坡預(yù)警工作。
接到命令后,勘測隊的隊員連夜預(yù)定機票、準(zhǔn)備救援裝備、調(diào)度邊坡雷達(dá),以最快的速度集合完成,乘坐最早的航班從北京趕往災(zāi)害現(xiàn)場。貴州消防總隊攜帶的邊坡雷達(dá)設(shè)備于24日凌晨4時就抵達(dá)了災(zāi)區(qū)現(xiàn)場,11時設(shè)備就安裝調(diào)試完畢開始運行,全程保障救災(zāi)安全??睖y隊派出的5名隊員于14時抵達(dá)現(xiàn)場,立即開展三維模型建模、監(jiān)測報告編制工作。25日上午9時,貴州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院邊坡雷達(dá)設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場。12時開始,兩臺邊坡雷達(dá)同時工作,可以為救援安全保障提供更精細(xì)、更快速的監(jiān)測信息??睖y隊隊員24小時值守在邊坡雷達(dá)旁邊,實時查看邊坡雷達(dá)數(shù)據(jù),每6小時向指揮部提交一份邊坡雷達(dá)監(jiān)測報告。
據(jù)馬海濤回憶:“當(dāng)時救援現(xiàn)場仍不斷有降雨和小型泥石流發(fā)生,因此,指揮人員和救援人員都不敢貿(mào)然展開行動,而我們在抵達(dá)現(xiàn)場第2天下午,通過對雷達(dá)兩天來采集的數(shù)據(jù)分析,得出了滑坡殘余體尚處于穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)論,救援隊伍和開挖裝備從而迅速趕往山頂全面展開搜救,在滑坡后第3天左右,搜救基本完成,緊緊把握住了救援‘黃金72小時’,真正實現(xiàn)了高效、科學(xué)救援?!?/p>
據(jù)央視新聞報道,截至7月28日11時30分,在這次滑坡救援中,救援人員搜救并送醫(yī)院救治傷員11人,搜救出遇難人員36人?!皬倪@次救援就看出來,我們在全國部署邊坡雷達(dá)的措施已經(jīng)初見成效,通過就近協(xié)調(diào),大大提高了雷達(dá)的響應(yīng)效率,實現(xiàn)了6小時抵達(dá)現(xiàn)場的目標(biāo),讓我們先進(jìn)裝備的技術(shù)優(yōu)勢得到了更有效的發(fā)揮。同時,我們提交的監(jiān)測報告得到了專家組的認(rèn)可,也進(jìn)一步體現(xiàn)了勘測隊作為國家級救援力量的作用。”馬海濤感慨。
勘測隊在救援實戰(zhàn)中發(fā)現(xiàn)的另一個問題是一代雷達(dá)的便攜性不足。“原來的I型雷達(dá)又大又重,有200多千克,而滑坡災(zāi)害現(xiàn)場大多都條件惡劣,根本無法通車。雷達(dá)需要架設(shè)在較高的地方,往往只能依靠人力搬運爬山過坎,十分困難?!睘榱私鉀QI型雷達(dá)的便攜問題,Ⅱ型邊坡雷達(dá)的總設(shè)計師楊曉琳博士經(jīng)常搬運沉重的設(shè)備親自體驗,勞累過度引發(fā)胸膜炎,住院期間仍不放下手中工作,反復(fù)修改設(shè)計,最終成功將二代邊坡雷達(dá)的重量減少到了45千克。至此,邊坡雷達(dá)的研發(fā)人員仍不滿足,他們正在致力于三代邊坡雷達(dá)的研發(fā),使其向著進(jìn)一步輕便化邁進(jìn),并力爭實現(xiàn)在災(zāi)害現(xiàn)場無通訊信號的條件下仍能將雷達(dá)數(shù)據(jù)實時遠(yuǎn)程發(fā)回應(yīng)急管理部,以便讓更多專家參與研究決策。
自2015年以來,勘測隊結(jié)合一線救援的實戰(zhàn)經(jīng)驗,不斷提升裝備性能,共派出78人次,歷時922人天,為15次重大救援行動提供了5 000余小時的安全監(jiān)測保障。并在浙江蘇村“9·28”山體滑坡、四川茂縣“6·24”山體滑坡、貴州納雍“8·28”山體崩塌、西藏白格“11·3”山體滑坡堰塞湖應(yīng)急救援行動中成功預(yù)報了多次險情,穩(wěn)定了災(zāi)區(qū)群眾情緒,保障了救災(zāi)安全。
勘測隊雖然都是科研人員,但他們與消防隊員并肩戰(zhàn)斗,面對烈日暴曬、嚴(yán)寒冰凍、高原缺氧、蚊蟲叮咬等各種困難,赴湯蹈火、風(fēng)餐露宿、堅守崗位。隊長馬海濤博士,不慎將左腿韌帶撕裂,石膏剛剛拆除,就拄著雙拐上班,投入到科研工作中;副隊長于正興博士,在貴州晴隆滑坡救援現(xiàn)場的瓢潑大雨中,發(fā)著高燒、堅持工作,保障了西氣東輸管道的快速恢復(fù);楊曉琳博士為了獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù),在歷次救援行動中從不缺席、連續(xù)戰(zhàn)斗,浙江蘇村滑坡發(fā)生時,正值國慶假期,他帶領(lǐng)隊員毫不猶豫地奔赴災(zāi)區(qū),在現(xiàn)場一呆就是28天,沒有一句怨言;在金沙江堰塞湖搶險行動中,后勤補給道路中斷,秦宏楠博士帶領(lǐng)勘測隊員忍受著嚴(yán)重的高原反應(yīng),砍樹枝、烤土豆、喝江水,在山頂監(jiān)測點堅守10余天,保障了人工引流渠的成功開挖……
“為每一座危險邊坡都安裝‘警報器’”是勘測隊的理想和追求。面向新時代大國應(yīng)急管理的重大需求,他們正在著手研發(fā)重量更輕、體積更小、速度更快的新型雷達(dá),為安全生產(chǎn)和應(yīng)急救援戰(zhàn)場提供更為完善、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。