自主研發深基坑作業機 破解電力施工安全難題

9月7日，中衛至蘭州鐵路白銀段牽引站330千伏外部供電工程現場，施工人員正在使用“一體化深基坑作業智能機”開展深基坑作業。施工中用到的這款利器由國網基建部組織國網甘肅省電力公司研發制造，破解了深基坑作業安全措施難以落實的難題，在電力施工裝備的機械化和智能化發展方面實現了自主研發、自主創造，得到廣泛推廣應用。

勇於突破 啃下安全施工“硬骨頭”

在電力建設工程中，鐵塔基礎深基坑作業是基礎性的重要工序，因其作業點的地質基礎構造復雜多變、作業量大、危險因素多且難以觀察識別，施工中易引發安全事故。

除了在管理層面嚴格落實電網基建安全管控措施外，能不能通過技術手段和智能裝置降低深基坑作業安全風險?通過深入調研發現，長期以來，國內市場上電力施工深基坑作業缺乏符合規范的標准化設備，且功能單一、安全性不高、智能化程度較低，尚無多功能集成的深基坑作業裝置，這是深基坑作業事故頻發的重要因素之一。

“在電力行業深基坑作業中，井口支架多數使用角鐵焊接而成，相對笨重，搬運不便;提料方面使用絞架人力提土或者採用小型卷揚機，效率不高;氣體檢測方面，一般是施工人員隨身攜帶氣體檢測報警裝置，檢測到氧氣不足或有害氣體超標后需要自行撤離，防護機制不完善、不合理。”已經從事輸電線路施工多年的施工隊長賈培林指出了傳統深基坑作業方式的種種弊端。

為了攻克這項難題，國網甘肅電力嚴格貫徹落實國家電網公司基建施工現場“查風險、治違章、抓落實”安全主題活動要求，制定深基坑開挖專項解決方案，決定研發一套操作簡便、安全可靠、功能完備的深基坑作業智能設備，依靠設備主動、及時地發現危險並預警，自動採取有效措施加強人員保護，破解深基坑安全作業難題，防范基建安全事故發生。

在國網基建部指導下，國網甘肅電力“國網工匠”翟宗亮及其創新團隊深入施工現場進行勘察，掌握現場需求，成立課題研發小組，開展技術攻關。經過多次實驗、檢測、調試，今年7月24日，國內首台一體化深基坑作業智能機在中蘭鐵路牽引站330千伏外部供電工程施工現場進行試驗，各項功能均達到預期要求，性能參數滿足有限空間作業要求。隨后，經過一個月的試用、改進、再試用、再改進,第二代產品於8月正式進行多點推廣試用。

技術攻關 爭做行業標准“領頭羊”

一體化深基坑作業智能機不是對舊設備的簡單組合，而是對傳統深基坑作業方式的創新和變革。

該裝置集快速穩定提料、實時氣體檢測、智能送風、自動聲光報警、緊急提升施工人員、差速器挂點、軟梯挂點等多個實用功能於一體，實現了運輸、安裝、操作便捷化，功能多元化、集成化，控制智能化，完美地解決了現場深基坑作業過程中遇到的一系列安全問題，完全符合輸電線路工程深基坑作業安全技術措施的要求。

“氣體實時檢測裝置和聲光報警自動送風系統可24小時實時監測，當坑內氧氣含量不足時，氣體檢測裝置自動識別，聲光報警系統即時啟動，同時送風系統迅速送風，保証坑內氧氣含量正常。”甘肅送變電工程有限公司誠信電力科技有限責任公司技術研發人員白浩偉介紹道。當施工人員在深基坑內發生緊急情況時，不論白天還是夜晚，通過該裝置的檢測和聲光報警系統的警示，利用應急救援裝置可迅速將施工人員拉出基坑，最大限度保障人身安全。

該裝置實現數據採集雲監控，將各項實時數據傳送至在線監測管控平台，對現場設備運行狀態、作業人員安全狀態及井下作業環境異常實時預警，通過多種方式對異常狀態告警提示並實時推送現場監督終端，使人身安全保障跨入數字時代。同時，該平台可對歷史數據進行統計分析，按不同工程、作業點、時間統計相關報表，便於查詢分析，為管理人員提供決策輔助。

與一體機配套使用的還有一款智能手環，可以對施工人員心率、脈搏、體溫、呼吸等生命體征進行實時監測，一旦發現異常，前后兩端同時報警提示，有效預防安全生產事故，防患於未然;具備遠程指導功能，可實時掌握人員位置及工作區域，具備實時語音對講功能，指導作業人員安全作業，有助實時動態掌控井下作業人員的安全狀態和工作開展情況;具備一鍵呼叫功能，利用SOS模塊與監控平台建立遠程通訊，確保發生意外及時發出求救信號，以便快速獲得救援。

在現場數據傳到后台的過程中，該裝置運用智能物聯網網關，通過有線或無線方式，將深基坑內的各類傳感器數據實時採集、存儲並轉發至在線監測管控平台，基於LoRa/ZigBee無線傳輸模塊與深基坑內作業人員佩戴的具有生命特征的可穿戴設備進行數據交互;基於G/5G傳輸模塊，將現場的各種監測的信息實時傳輸到平台，監控人員可以實時掌握現場的狀況，當發生報警時，可以將信息實時推送至管理人員的現場監督終端。

8月26日，國網基建部組織中國電科院討論確定了一體化深基坑作業智能機檢驗試驗標准規程，完成了相關檢測，為國內同類產品提供了統一標准。

安全高效 成為工程現場“熱銷品”

一體化深基坑作業智能機問世以來，憑借高效、安全、可靠等優勢，迅速“燃爆”電力施工現場，成為熱銷品。

“基坑井口支架的設計方面選用無縫圓鋼管作為骨架搭建，支架底部可裝設安全圍擋，鋼管之間使用銷軸鏈接，結構強度大，滿足現場施工要求，安裝、運輸方便快捷，四腳均設有鋼钎錨固點，進一步加強了安全可靠性。”白浩偉說。

深基坑開挖最主要的工作內容就是循環將坑內挖出的廢土提出，這項看似簡單的作業，是整個作業中工作量最大的。由於深度一般都在5米以上，長時間開挖會造成基坑及周圍環境變形等風險。縮短施工工期、提高作業效率尤為重要，該裝置讓提土開挖效率倍增。

“以往靠人工提料最少需要4人，費時費力，效率不高。現在好了，有了智能化的設備，2個人就可以開展作業，它一次能夠提起200至400公斤的廢土，是以往的5倍。之前提一桶最少需要2分鐘，現在不到10秒就上來了。施工的效率明顯提高，施工安全質量也有了根本保証。還有安全圍擋、差速器挂點、軟梯挂點現場使用都很方便、可靠，給現場安全作業提供了很大的保障。”賈培林說。

聽聞一體化深基坑作業智能機的功效，各施工現場迫不及待地想要早日用上這款“神器”。8月10日，定西市通渭百萬風電330千伏線路工程現場引入了4台一體化深基坑作業智能機。到當月底，原來一個月的工作量，用了新設備20天就完成了。甘肅送變電工程有限公司輸電施工二分公司副經理孫軍說，“那段時間正好趕上汛期，對深基坑開挖施工進度影響很大，幸好這款裝置給力，現在人員投入減少了、安全保障提高了，很多方面都很方便、可靠。”

輸電線路施工都是野外工作，地理環境、交通條件、施工用電等都極不方便。“這個設備拆裝非常容易，施工人員經簡單培訓后都可以操作，並且送風、提料深度能到25米左右，僅用一台3千瓦的小型柴油發電機就具備進行完整作業的動力條件。不論在高原、草甸，還是在沼澤、森林都不受限制，各種類型的基坑都可以用，真是給我們施工解決了大問題。”孫軍說。

7月31日，國家電網公司確定在16家省公司試點應用。8月14日，國網基建部組織全國16家省電力公司及相關業務單位的專家們到甘肅現場觀摩一體化深基坑作業智能機，提出改進建議。

目前，16家試點省公司已投入使用45套，並計劃再添置90套。國網甘肅電力已具備每月生產100套一體化深基坑作業智能機的能力，后期根據具體要求還將增加產能，最終達到每月生產200套的能力。下一步，公司將在基建現場全面推廣，進一步壓降施工安全風險，提升深基坑作業本質安全水平，為建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業增添精彩。