江西界牌航電樞紐船閘4#人字門下沉原因分析及處理

王佳明

摘要：介紹界牌航電樞紐船閘4#人字門運行中下沉4cm原因分析及處理過程，以提高運行檢修人員的運維水平，保證船閘的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：船閘人字門下沉；頂升；原因分析；處理措施

引言：

江西界牌航電樞紐船閘于1992年11月開工建設(shè)，1997年6月金結(jié)工程安裝完工，設(shè)計單向通航能力為580萬噸。樞紐自投產(chǎn)至今，經(jīng)過近二十年的運行，大部分設(shè)備陳舊老化，故障率較高，存在諸多問題和安全隱患。

一、船閘4#人字門下沉4cm原因分析

界牌航電樞紐船閘于2016年2月份運行中突然發(fā)現(xiàn)下游3#、4#人字門關(guān)閉后，兩扇門對比4#人字門整體要比3#門下沉約4cm。

通過查找圖紙分析，造成上述情況的會有以下幾種原因：1、底樞軸承臺基礎(chǔ)沉降，造成人字門整體下沉；2、底樞軸承座襯墊爆裂脫落，導致門體整體下沉；3、底樞蘑菇頭下的調(diào)整墊板脫落，導致門體下沉。

就目前的人字門下沉狀態(tài)，為盡快查明具體原因并做處理，保證船閘安全運行，需對船閘進行檢修排水，4#人字門頂升起來對底樞裝置進行檢查處理。

二、人字門頂升技術(shù)措施

1、人字門頂升方案確定

在檢修工況下，將下閘首人字門開啟至與全開位置成16度角位置進行檢修，在這一位置上，底樞在門葉左右空間位置分配較均勻，便于檢修操作，同時，門葉離閘墻較近，便于固定，在檢修前，需將頂樞拉桿兩端水平軸線偏差，門葉正面、側(cè)面垂直度等有關(guān)參數(shù)原始數(shù)據(jù)測量、記錄作為檢修后重新調(diào)整門葉的依據(jù)。

頂門高度：據(jù)圖紙底樞軸承座與蘑菇頭的配合尺寸，擬將門葉頂高200mm左右。千斤頂布置如下圖：

據(jù)門體結(jié)構(gòu)在（1）、（2）、（3）、（4）、處安放四個50噸螺旋千斤頂，負責頂升及復位，千斤頂?shù)奈恢脼榈装甯叱蹋矗?）、（2）千斤頂距門葉旋轉(zhuǎn)中心 2044mm，（3）、（4）千斤頂距門葉旋轉(zhuǎn)中心 6922mm；（5）處安放50噸螺旋千斤頂一個，跟蹤門體上升或下降，起安全保護作用。

2 人字門頂升及復位施工步驟

2.1、準備工作：

1）設(shè)備、工器具、材料到位；

2）對現(xiàn)場所有參與施工的人員進行安全、技術(shù)交底，做到每個人員都熟悉施工流程、危險源識別及安全防范措施。

3）門體正面、側(cè)面垂直度的測量；

測量方法：在門體上引四條鋼琴線（門體正面兩端，外側(cè)面兩端），測量檢修前的原始數(shù)據(jù)。其中兩條用于測量門體正面的垂直數(shù)據(jù)，兩條用于測量門體側(cè)面的垂直數(shù)據(jù)?？捎肈N25鍍鋅鋼管作為防風管套住鋼琴線，再將鋼琴線上的重錘置于油桶中。

4）頂樞拉桿兩端水平軸線偏差測量；

5）門體有水、無水狀態(tài)跳動量測量；

6）千斤頂?shù)臋z驗；

7）人員布置、安全防護配置情況等。

2.2、人字門加固防護布置

在頂起門葉之前，需要對門葉進行安全可靠的固定措施，然后才能拆除門體的連接，在解除這些原有對門葉的約束的時候，一定要采取嚴密的監(jiān)視措施，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)門葉有傾斜等現(xiàn)象，即實施可行的加固保護方案。

以在底板▽15.4高程作為頂門支承點，制作13個高度不一的箱形支座作為千斤頂支座和墊緊門葉墊板。其中8個支座用于頂門葉，4個支墩用于換支座時頂住門葉，1個保護支墩用于50噸螺旋千斤頂。

1）將人字門開到16度位置，關(guān)閉液壓系統(tǒng)操作電源。

2）在船閘啟閉機閘首位置閘墻上安裝4條Φ100mm的支撐管（10mm厚無縫鋼管），支撐管端面焊接2塊200*200*20mm的鐵板，與閘墻連接一端鉆好4個M16螺絲孔。用膨脹螺絲將支撐管固定在墻體上，另一端頂住閘門，在與閘門頂升的滑動軌跡上焊接一塊300*100mm的鐵板，該板與支撐桿相對滑動，頂升時抹上黃油。

3）在人字門門體頂部邊梁用20mm厚的鐵板制作焊接兩個吊耳，在閘閘墻上用6個M20*200的膨脹螺絲固定兩個吊耳基礎(chǔ)板。用于掛手拉葫蘆。

4）用兩個10噸手拉葫蘆將閘門拉住防止其向外傾倒。（如圖）

人字門頂升加固示意圖

2.3、人字門頂升監(jiān)測布置

1）在人字門底部對稱焊接4個受力板，采用30mm厚的鋼板制作，用于千斤頂抬起受力點。

2）制作4個鋼支墩，放置在人字門底部，用于架設(shè)千斤頂。

3）門葉頂門千斤頂?shù)奈恢貌贾迷陂T葉的筋板位置，為了使門葉在頂起過程中不產(chǎn)生局部變形，在門葉內(nèi)部（門葉下主梁腹部）用I25工字鋼對門葉進行井形加固，焊接時應特別注意焊接工藝，防止由于焊接而引起門葉的變形。（如下圖所示）

（人字門頂升加固圖）

4）在安裝千斤頂位置布置4個百分表，用于監(jiān)測4個點受力的情況。

5）千斤頂支板位置放五把吸尺，最小刻度毫米。為用于監(jiān)視門葉在上升過程中是否保持一致；頂起過程中嚴密監(jiān)視各吸尺讀數(shù)差值及垂線上、下讀數(shù)差值的變化，各吸尺讀數(shù)差值不超過2mm，垂線上、下讀數(shù)差值不超過5mm，門葉每頂起100mm后放入一個支墩，直至把門葉頂高至蘑菇頭能取出為止。

6）門體上引四條鋼琴線用于監(jiān)視門體的傾斜情況（其中兩條用于測量門體正面的垂直度，兩條用于測量門體側(cè)面的垂直度），為防止鋼琴線擺動，可用DN25鋼管作為防風管套住鋼琴線，再將鋼琴線上的重錘置于油桶中。

2.4、人字門連接拆除

1）底部4個千斤頂同時頂起至剛好受力，監(jiān)測各個百分表的讀數(shù)剛好開始有變化，說明此時千斤頂已受力。

2）手拉葫蘆也收緊至剛好受力。

3）拆除門葉與頂樞軸、拉桿螺栓的連接，門軸與液壓桿的連接等，使人字門在垂直方向脫離束縛。各部件拆除前做好記號，利于回裝。

2.5、門體試重

1）逐一檢查各頂門前就位及安全工作后，將1#、2#、3#、4#千斤頂頂起至各個頂均受力到門體的1/4重量時停止頂升。

2）檢查各支撐座、門體受力部位焊接變形、支撐座的水平、固門措施、千斤頂狀況、各表及垂線情況，作好記錄。如無異常方可開始閘門頂升

2.6、人字門頂升

1）底部用4個50噸千斤頂同時受力，5#千斤頂跟蹤門體上升，起安全保護作用。慢慢將閘門頂起至可拆除蘑菇頭、底樞軸承座的高度。在頂起的過程中，嚴密監(jiān)測各吸尺、百分表讀數(shù)差值及垂線上、下讀數(shù)差值的變化，各吸尺讀數(shù)差值不超過2mm，垂線上、下讀數(shù)差值不超過5mm。且隨時檢查邊墻頂部外側(cè)的手拉葫蘆受力情況，以保持向上滑動的一致性。

2）人字閘門頂起至滿足要求的高度后，用鋼支墩墊住加固，安全保護措施到位，然后進行底樞裝置的檢查處理。

三、查明人字門下沉原因及處理方法

4#人字門頂升后發(fā)現(xiàn)，下沉4cm的原因和開始分析的第三種情況一致，是由于底樞蘑菇頭下的調(diào)整墊板固定螺絲被剪斷，人字門經(jīng)過長期運行將調(diào)整墊摩擦擠出槽外導致門體整體下沉。通過對調(diào)整墊的固定結(jié)構(gòu)檢查分析，調(diào)整墊固定螺栓為5個M16的螺栓，抗剪力不夠，為增加調(diào)整墊板的牢固性，確保不再出現(xiàn)類似情況，回裝后將調(diào)整墊與底樞軸承臺段焊焊接（采用507焊條）以增加其牢固性，確保人字門的安全運行。

底樞裝置處理完成后，人字門復位將按照安裝時測量的門體正面、側(cè)面垂直度及頂樞連桿中心距離的有關(guān)數(shù)據(jù)作為基準，門葉檢修后再測量門體正面、側(cè)面垂直度及頂樞連桿中心距離，調(diào)整門葉，使檢修后與安裝時的測量數(shù)據(jù)相同。然后按DL/T5018-2004的有關(guān)要求和圖紙要求對人字門進行全面調(diào)試，主要檢查門軸柱支枕墊的接觸情況和間隙、門葉全行程跳動度等有關(guān)數(shù)據(jù)符合要求。

四、人字門下沉處理后運行情況

界牌航電樞紐船閘4#人字門下沉處理后，經(jīng)過1年多的運行檢驗，運行狀況良好，各項檢測數(shù)據(jù)都符合設(shè)計要求。證明該處理方法是成功的。

（作者單位：廣東省源天工程有限公司）