“頂管400至600米段出土效率提高達30%，之前落下的進度全趕上了！”“多虧有這個接力神器，不但提前14天完成出土，還節省了近700萬成本！”

近日，在中交一航局三公司海口臨空水系治理項目頂管工程施工現場，由國內首個“接力式土壓平衡頂管土方出運系統”主導的一場土方運輸“接力賽”完成沖刺，頂管全線順利貫通！曾讓人撓頭的“卡脖子”難題在黑科技的助攻下迎刃而解，大家紛紛拍手稱贊。

海口臨空經濟區水系整治頂管工程采用土壓平衡式頂管，此種頂管常用的出土方式是皮帶輸送機配合料斗進行土方出運。出運過程中，由于管道內部狹窄無法匯車，滿載料斗和空載料斗不能同時進入，土方出運過程中頂管機只能等待。隨著頂管施工的不斷深入，單次土方運輸的時間越來越長，施工效率也隨之不斷降低。為滿足工期要求，施工團隊已經開足馬力24小時兩班倒施工。

“近一半時間都在等著土方出運，進度根本上不去！”眼看交付工期一天天逼近，頻頻下滑的作業效率讓現場施工人員犯了愁。三公司科研團隊通過查閱資料發現，業內針對此問題的解決辦法主要是通過增加裝置實現多臺料斗連續運輸，但此種方法治標不治本。因為管內可用于土方裝運的料斗數量有限，在所有料斗都處于滿載向外運輸的狀態時，頂管機仍然需要等待，施工效率持續降低的根本問題仍然沒有得到解決。

一番頭腦風暴后，科研團隊決定從最大化利用管內空間入手。經過精確精算，他們發現除去軌道高度、運輸小車高度、料斗本體高度外，頂管上方還存在部分空間。“空載和滿載料斗可以在這上下換位，就像接力賽一樣。”在進一步BIM技術推演模擬確定可行的基礎上，團隊提出研發“接力式土方出運系統”的全新思路，并在獲得發明專利授權后，交由三公司船舶分公司負責專科成果轉化，進行方案設計和裝備制造。

“內徑4米的圓形頂管就像螺螄殼，彈丸之地想要完成出土接力，尺寸設計必須足夠精細。”在了解研發思路和實地查看現場之后，船舶分公司機務部設備主辦常帥確定了攻關的首個重點，這就是如何在頂管中兼容兩種規格料斗的同時，還要保證可滿足料斗接力的舉升高度。

由于頂管空間狹窄，相應的舉升設備業內并無成品，大到料斗、鋼結構底座、液壓千斤頂，小到吊耳，各類部件都必須自己設計定制。常帥及其團隊反復修改設計圖紙，不到兩周時間就設計出了串聯差動液壓缸舉升機搭配梯形固定式托架的舉升方案，包括舉升料斗、可拆卸式鋼結構底座、可增高式液壓千斤頂的詳細圖紙，并在大連搭建與施工現場同尺寸的模擬頂管進行試驗。

創新之路并非一帆風順。尺寸的難點剛剛攻克，料斗如何自動“接力”的問題又接踵而至。土方出運接力系統在狹窄的頂管中運行，如果僅憑人力操作，效率無法實現最大化，還存在較大的安全風險。

“要做就做自動化！”鑒于現有業內自動化的成熟經驗，在等待設備定制的間隙，常帥及其團隊決定自主研發PLC控制系統。自購PLC學習箱，組裝顯示屏、傳感器、電路元件，同時利用辦公室作為實驗場地進行硬件組態、程序編寫和接線模擬。功夫不負有心人！當整套設備到場之后，PLC系統很快完成組裝調試并順利投入使用，其不僅配備可準確檢測小車進入狀態的四組光電對射傳感器，還設置了能及時診斷料斗舉升狀態的行程限位傳感器及聲光報警語音警示器。

“全自動接力出土，又快又安全！”新設備的出色表現，讓現場施工人員贊不絕口。大家摩拳擦掌，項目施工一路勢如破竹，按期向業主交出了滿意答卷。

從技術的0到1，從進度停滯到順利交卷，這場“螺絲殼”里的“接力賽”，不僅跑出了科技攻關者們敢于吃“螃蟹”的堅定決心，更跑出了企業加速發展新質生產力的堅毅步伐。（張靜 常帥）