為山區建設而生的強大工程機械－ 蜘蛛挖掘機walking excavator

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電子報

工程技術發展

農村發展及水土保持署

為山區建設而生的強大工程機械－蜘蛛挖掘機walking excavator

期數 / 第66期

發布日期 / 2023.01.19

主筆 / 李哲宇

責任編輯 / 陳振宇、高百毅、詹婉妤

山區因地形陡峭，相較平地施工難度高，常成為土木工程師們頭痛的問題。但在歐美地區，卻有一種能克服全地形的超強工程機械，外型如同蜘蛛般，可爬行與徜徉在叢山峻嶺中，完全不受周遭地形限制。
本期電子報以歐美地區盛行的工程機械-蜘蛛挖掘機walking excavator (圖1)為主題，介紹該機械的發展起源、基本工作類型與在山坡地施工的應用方式。

圖1、Menzi Muck walking excavator A91

在平均海拔3000m的阿爾卑斯山山脈中誕生的挖掘機

1966年，一處位於阿爾卑斯山山脈的工程難倒許多工程人員，由於當時沒有任何傳統的工程機械可以在這麼陡峭的斜坡上工作，瑞士的工程機械製造商老闆Josef Kaiser找上了另一間公司老闆Ernst Menzi，一起合作開發適用該地形的挖掘機，並以兩人的名字命名第一台蜘蛛挖掘機原型- MUK 2000 (圖2)。這台機器在一小時內，至少可以完成12到15名成年男性的人力，原先阻塞的河道很快地被清理完成，排水功能得到充分恢復。

圖2、 Josef Kaiser與Ernst Menzi 共同開發的蜘蛛挖掘機原型- MUK 2000

後來Josef Kaiser與Ernst Menzi各自分家精進研發自有蜘蛛挖掘機產品，分別成立「KAISER AG」與「Menzi Muck」的國際知名工程機械品牌。同時，其他廠商如Schaanwal、Lichtenstein也紛紛開始自主開發蜘蛛挖掘機，例如設計4個旋轉輪以穩定爬坡，前伸縮臂能自由驅動，可以自由擴展以獲得穩定性的4x4步履式挖掘機，歐美地區稱此為「Walking Excavator」或「Spider Excavator」(圖3)。

圖3、多間廠牌目前最新研發的蜘蛛挖掘機類型

蜘蛛挖掘機在險惡山區各種挑戰中大顯身手

以目前KAISER AG推出的S10/S12 Allroad為例 (圖4至圖6、影1)，重量14.2噸(屬小型挖掘機)、起重能力4 m @ 6600 kg(約市售130包水泥)、行駛速度約15公里/小時、連續工作時間500小時、涉水深度達2.45m、擁有自動行進方向檢測功能與遠距故障診斷協助系統KAISER TELESERVICE。同時，憑藉自身前伸縮臂與自由移動的旋轉輪，可以在陡峭狹小的山谷與湛深湍急的溪流中輕易攀爬行走，完成眾多一般挖掘機無法完成的艱難任務。

圖4、 KAISER MOBILE WALKING EXCAVATOR S12 Allroad

圖5、 KAISER MOBILE WALKING EXCAVATOR S10/S12 Allroad 設計圖

圖6、 KAISER MOBILE WALKING EXCAVATOR S10/S12 Allroad 基本規格

影1、KAISER MOBILE WALKING EXCAVATOR S12 Allroad 實機操作影片

蜘蛛挖掘機的原廠配件從基本的鏟斗、破碎錘、鑽頭與夾具，到牽引繩盤、鑽堡機與綠化用的格里菲刀(Griffy cutter)，應有儘有。甚至針對特定任務的特殊配件亦均可安裝(圖7)，可以執行防砂工程(如護岸、防砂壩、清淤等)、邊坡穩定工程(如擋土牆、固定框、地錨等)、採礦、林業與多種山坡地開發的全方面任務，輕鬆解決防災、施工規劃與施工過程中眾多問題與痛點(影4至影8)；並且憑藉其高機動與輕便特性，不用事前開闢作業道與擾動周遭地物，即可執行作業( 影2
、影3)。

圖7、 KAISER MOBILE WALKING EXCAVATOR S12 Allroad 全系列配件

影2、蜘蛛挖掘機活動機能展示 (詳文字說明影片連結)

影3、蜘蛛挖掘機不須整地與拆除地物即可任意移動 (詳文字說明影片連結)

影4、蜘蛛挖掘機執行防砂工程實機操作影片

影5、蜘蛛挖掘機執行邊坡穩定工程實機操作影片

影6、印尼國家搜救機關Basarnas 出動蜘蛛挖掘機在崩塌地執行救災

影7、蜘蛛挖掘機執行林業工作實機操作影片

影8、蜘蛛挖掘機執行礦業工作實機操作影片

蜘蛛挖掘機在深山執行任務時，位置是否有極限?

一般挖掘機因移動速度慢，因此常需要拖板車輔助運送至工地後，再進行卸載作業。其中首要就是要考慮拖板車是否能到達工地，運送過程是否複雜冗長，且其卸載亦須需經過重重考驗。
蜘蛛挖掘機雖亦有移動緩慢問題，但由於僅需有拖板車運送至工地入口，即可自行卸載，不需仰賴其他機械協助，並自行前往工地(影9)；此外，若拖板車不易到達工地，亦可利用本體輕便的優勢，使用吊車吊掛至現地執行任務；若所有輔助機械均無法到達工地，仍可利用本體可快速簡易拆解零件的優勢，依靠直升機直接吊掛至指定地點投放後組裝，因此，在地球的地表上所有地形幾乎都可到達(圖8、 影10)。
如此強大的工程機械目前已風靡歐洲、美洲，目前甚至中國、印度都在研發與使用，相信不久的將來，在世界高山密度最高的台灣也會出現此類機械，提升施工效率。