“顶管400至600米段出土效率提高达30%，之前落下的进度全赶上了！”“多亏有这个接力神器，不但提前14天完成出土，还节省了近700万成本！”

近日，在中交一航局三公司海口临空水系治理项目顶管工程施工现场，由国内首个“接力式土压平衡顶管土方出运系统”主导的一场土方运输“接力赛”完成冲刺，顶管全线顺利贯通！曾让人挠头的“卡脖子”难题在黑科技的助攻下迎刃而解，大家纷纷拍手称赞。

海口临空经济区水系整治顶管工程采用土压平衡式顶管，此种顶管常用的出土方式是皮带输送机配合料斗进行土方出运。出运过程中，由于管道内部狭窄无法汇车，满载料斗和空载料斗不能同时进入，土方出运过程中顶管机只能等待。随着顶管施工的不断深入，单次土方运输的时间越来越长，施工效率也随之不断降低。为满足工期要求，施工团队已经开足马力24小时两班倒施工。

“近一半时间都在等着土方出运，进度根本上不去！”眼看交付工期一天天逼近，频频下滑的作业效率让现场施工人员犯了愁。三公司科研团队通过查阅资料发现，业内针对此问题的解决办法主要是通过增加装置实现多台料斗连续运输，但此种方法治标不治本。因为管内可用于土方装运的料斗数量有限，在所有料斗都处于满载向外运输的状态时，顶管机仍然需要等待，施工效率持续降低的根本问题仍然没有得到解决。

一番头脑风暴后，科研团队决定从最大化利用管内空间入手。经过精确精算，他们发现除去轨道高度、运输小车高度、料斗本体高度外，顶管上方还存在部分空间。“空载和满载料斗可以在这上下换位，就像接力赛一样。”在进一步BIM技术推演模拟确定可行的基础上，团队提出研发“接力式土方出运系统”的全新思路，并在获得发明专利授权后，交由三公司船舶分公司负责专科成果转化，进行方案设计和装备制造。

“内径4米的圆形顶管就像螺蛳壳，弹丸之地想要完成出土接力，尺寸设计必须足够精细。”在了解研发思路和实地查看现场之后，船舶分公司机务部设备主办常帅确定了攻关的首个重点，这就是如何在顶管中兼容两种规格料斗的同时，还要保证可满足料斗接力的举升高度。

由于顶管空间狭窄，相应的举升设备业内并无成品，大到料斗、钢结构底座、液压千斤顶，小到吊耳，各类部件都必须自己设计定制。常帅及其团队反复修改设计图纸，不到两周时间就设计出了串联差动液压缸举升机搭配梯形固定式托架的举升方案，包括举升料斗、可拆卸式钢结构底座、可增高式液压千斤顶的详细图纸，并在大连搭建与施工现场同尺寸的模拟顶管进行试验。

创新之路并非一帆风顺。尺寸的难点刚刚攻克，料斗如何自动“接力”的问题又接踵而至。土方出运接力系统在狭窄的顶管中运行，如果仅凭人力操作，效率无法实现最大化，还存在较大的安全风险。

“要做就做自动化！”鉴于现有业内自动化的成熟经验，在等待设备定制的间隙，常帅及其团队决定自主研发PLC控制系统。自购PLC学习箱，组装显示屏、传感器、电路元件，同时利用办公室作为实验场地进行硬件组态、程序编写和接线模拟。功夫不负有心人！当整套设备到场之后，PLC系统很快完成组装调试并顺利投入使用，其不仅配备可准确检测小车进入状态的四组光电对射传感器，还设置了能及时诊断料斗举升状态的行程限位传感器及声光报警语音警示器。

“全自动接力出土，又快又安全！”新设备的出色表现，让现场施工人员赞不绝口。大家摩拳擦掌，项目施工一路势如破竹，按期向业主交出了满意答卷。

从技术的0到1，从进度停滞到顺利交卷，这场“螺丝壳”里的“接力赛”，不仅跑出了科技攻关者们敢于吃“螃蟹”的坚定决心，更跑出了企业加速发展新质生产力的坚毅步伐。（张静 常帅）