咸湿的海风迎面扑来，在广东深汕合作区小漠港防波堤项目施工海域，质检人员正进行水下水泥搅拌桩取芯检测。“在广袤无垠的海域上，每一次取芯检测都是一场与自然的博弈。”中交二航局深汕小漠港防波堤项目技术负责人郑初杰指着远处翻涌的白浪说道。

该项目是目前国内在建最长直立式防波堤，采用沉箱直立堤结构形式。沉箱基底使用大规模水下水泥搅拌桩软基处理工艺，将打下约28.1万根水下水泥搅拌桩，而受海域条件限制，全年施工窗口期只有5个多月。

风大浪急的海面上，取芯船起伏摇摆，原本精准对准桩基的取芯钻头，瞬间就偏离了轨迹。这不仅严重影响取芯检测的准确性和进度，还导致芯样质量和取芯率也难以保证。“传统取芯检测需等待风平浪静的短暂窗口期，这会严重拖慢项目进度。”郑初杰攥紧手中的图纸。

2024年8月，为解决这一难题，项目部成立专项组与大连海洋大学启动校企联合研发。研发团队借鉴了国内外波浪补偿平台的设计思路，这类平台运用传感器实时监测船体运动数据，通过控制系统快速分析后，动态调节设备运动轨迹以抵消船体波浪位移，但这一技术鲜少用于海域施工大型取芯装备上。受此启发，项目团队决定使用三自由度运动平台，就像前后、左右和上下三个不同方向上灵活自由调整的“云台”，帮助取芯设备在风浪中保持稳定。

要在取芯船上搭载补偿平台，要先解决平台所需的功率供给和负载适配问题。项目取芯船发动机功率为50千瓦，郑初杰算了一笔账，若使用纯电驱动或纯液压驱动都无法满足动力需求，“要想办法既能满足功率需求，又不会让船体负担过重。”郑初杰回忆道。经过多次讨论与工况计算，团队决定使用电力与液压混合的电气耦合动力系统，好比给汽车装上油电混合动力。

然而，研发团队的乐观设想却在实际中碰了壁。平台启动后，传感器读数频繁跳动，取芯设备依旧无法精准作业。原来，传感器受到甲板、发动机等震动干扰，这些干扰数据导致平台系统无法精准捕捉到船体的运动数据。“就像在喧闹的菜市场听心跳，必须过滤杂音，这意味着要提高设备性能才行。”栾光瑞博士一语中的。于是，研发团队安上了高精度传感器，并进行数据测试，直到各项数据精度提高了85%以上。

更大的挑战藏在机械结构里。为顺利进行波浪补偿，设备中2.2米长的执行器必须达到毫米级精度。“底部每存在0.1毫米误差，到执行器顶端就被放大3倍。”郑初杰说道。设备的抗干扰能力与高精度本就存在固有矛盾，高精度依赖设备的高度敏感，这会让它更容易受周围环境干扰，而在恶劣的海域环境下施工，研发团队不得不在两者间权衡利弊。为此，研发团队在控制系统上不断优化，采用逆运动学原理重新构造控制逻辑，进行长达数月的测试，在满足精度需求下增强了平台的抗干扰能力，“要在摇晃的船上站稳，身体需要不断调整重心，平台也需要不断地进行自我矫正。”栾光瑞说道。除此之外，研发团队还采用叠片弹簧与特种橡胶圈组合方式将设备功率损耗控制在30%以内，这个数字让大家欢呼雀跃。

今年4月，研发团队带着改良版“取芯”波浪补偿平台再次进驻施工海域开展调试工作。5月，“取芯”波浪补偿平台正式投入使用，平台有效降低了海上取芯时船体运动导致取芯钻头轨迹偏差问题，取芯装备抗浪性由0.4米提升至0.8米，作业窗口期延长50%；取芯完整率从90%提升至99%，样本几乎完美，作业效率也翻了一番。

经过持续优化和反复调试，这套核心装备及配套技术体系实现了100%国产化，正有力保障防波堤工程取芯任务稳步推进，为深汕小漠国际物流港2027年形成100万辆汽车装卸能力筑牢“海上屏障”。（黄琳）