船閘三角閘門下沉危害的處理與預(yù)防

楊慶

摘 要：針對裕溪復(fù)線船閘和巢湖復(fù)線船閘抽水檢修中發(fā)現(xiàn)的與閘門相關(guān)的各類故障危害，本文分析了其產(chǎn)生的原因及相互之間的關(guān)系，采取了對應(yīng)的處置辦法和改進措施，有針對性地提出了預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：船閘;抽水檢修;三角閘門;跳動量

中圖分類號：U641? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0035-02

1船閘概況

裕溪復(fù)線船閘、巢湖復(fù)線船閘分別位于裕溪河航道下通長江、上連巢湖的咽喉上，是合肥“通江達?！钡闹匾ǖ溃乩砦恢檬种匾?。兩座船閘于2012年12月實現(xiàn)了試通航，對緩解裕溪河水上運輸起到了積極的作用。

長期以來，兩座復(fù)線船閘受自然沉降、高通航量、高水位差、雙向水頭、大型化船只不斷地拖拽撞擊的影響，閘首閘室已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的位移變形，頂樞和底樞拉座的螺栓螺母等固定件松動，閘門跳動量超出標(biāo)準范圍，設(shè)備運行不平穩(wěn)，整體技術(shù)狀況不斷變差，嚴重地影響了船閘的通航安全。為排除故障、消除安全隱患，保障船閘的安全暢通，安徽省合巢水運建設(shè)開發(fā)有限公司于2018年年底和2019年年初分別實施了裕溪復(fù)線船閘、巢湖復(fù)線船閘的第一次抽水檢修工程。

2技術(shù)參數(shù)

裕溪復(fù)線船閘和巢湖復(fù)線船閘由同一家設(shè)計院按Ⅲ級船閘標(biāo)準設(shè)計，兼顧Ⅱ級水深，年設(shè)計通過能力分別為5930萬噸和6000萬噸。閘室有效尺度分別為200m×23m×4.5m和230m×23m×4.5m，都采用短廊道集中輸水。

兩座船閘閘門均為鋼質(zhì)三角閘門，采用空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，單扇閘門門重在130-150噸之間，頂樞采用花蘭螺母調(diào)節(jié)拉桿，底樞采用楔塊調(diào)節(jié)拉桿。

3危害分析

閘室抽完水露出底檻后，我們組織設(shè)計院和施工單位共同對閘閥門和閘室水下部分進行了詳細的檢查，通過專門檢查和在后續(xù)施工中的發(fā)現(xiàn)，與閘門相關(guān)的故障主要如下：

（1） 兩個船閘尤其是裕溪復(fù)線船閘位于老河灘上，基礎(chǔ)較差，閘室閘首位移變形較大。因閘門漏水，裕溪復(fù)線船閘閘門在一定水位差時會有振動。

（2） 閘門頂樞和底樞拉座固定螺栓螺母松動。

（3）閘門跳動量大大超過檢修規(guī)范。

（4） 因閘門下沉嚴重，部分底樞蘑菇頭、蘑菇頭襯套、密封圈磨損。一個底樞密封圈擋板因閘門下沉偏斜而脫落、下層摩擦片磨斷。

（5） 閘門下沉后，由于接觸壓力過大，閘門底檻復(fù)合不銹鋼板的復(fù)層沿著底止水運動軌跡的位置已經(jīng)被磨出了里外兩條溝槽，部分區(qū)域已經(jīng)磨穿。

（6）閘門中縫止水尼龍板折斷。

（7）閘門邊羊角連接段止水尼龍塊脫落，固定架變形。

經(jīng)過分析，我們認為以上各個故障并非孤立，而是密切關(guān)聯(lián)相互影響的?？偨Y(jié)起來，都與閘門下沉相關(guān)：

（1）閘首沉降變形引起閘門軸線位置發(fā)生偏斜，閘門下沉;兩個閘門軸線的平行度被破壞，還會加劇閘門漏水;閘門漏水會在一定水位差時造成閘門振動，從而造成頂樞和底樞拉座固定螺栓螺母松動。

（2）閘門下沉?xí)?dǎo)致蘑菇頭、襯套、密封圈等大部分底樞部件受力不均勻而產(chǎn)生不同程度的損壞。閘門下沉較多，閘門偏斜較大還會造成蘑菇頭密封圈擋圈壓迫脫落和底樞軸下層摩擦片磨斷等現(xiàn)象。

（3）閘門下沉?xí)l門底部與底檻之間的距離，導(dǎo)致尼龍止水與底檻砼之間產(chǎn)生碰撞，底止水橡皮與底檻復(fù)合不銹鋼板之間的摩擦力增大，從而造成：邊羊角連接段尼龍止水脫落和固定架變形、中縫止水尼龍板折斷、復(fù)合不銹鋼板的復(fù)層嚴重磨損甚至局部卷起、閘門運行阻力過大，嚴重的還可能導(dǎo)致閘門卡死。

（4）反過來，頂樞和底樞拉座固定螺栓螺母的松動、底樞蘑菇頭、襯套、摩擦片等相關(guān)部件的損壞又會加大閘門下沉量，從而形成一個惡性循環(huán)。

（5）閘門跳動量反映的是閘門門頂高程在開關(guān)門過程中的變化量，因此，閘門下沉最直接最明顯的變化是跳動量的變化。

從分析來看，以上各種故障基本上都可以歸結(jié)到閘門下沉這個主因上來，而閘門的嚴重下沉則威脅著閘門的安全運行。因此，定期對閘門進行檢查和觀測具有十分重要的意義。

4危害處理

對于前述故障危害的處理，主要從三個方面著手：

（1）按照常規(guī)的檢修方法對損壞的部分進行更換調(diào)整，對緊固件進行更換加固，對閘門跳動量進行了調(diào)整，使之符合規(guī)范要求。

（2）對閘門部件和參數(shù)進行改進。由于邊羊角連接段尼龍止水材質(zhì)過硬，我們將尼龍變更為橡膠，并適當(dāng)調(diào)大了邊羊角止水底面與復(fù)合不銹鋼板之間的間隙，預(yù)留一定的閘門下沉量，消除邊羊角止水與底檻之間的剛性碰撞，防止邊羊角止水脫落，減輕邊羊角止水與復(fù)合不銹鋼板之間的摩擦危害;將更換后的閘門中縫止水尼龍板底部與底檻復(fù)合不銹鋼板之間的間隙適當(dāng)調(diào)大，預(yù)留一定的閘門下沉量，消除中縫止水尼龍板與底檻之間的剛性碰撞，防止折斷。

（3）適當(dāng)調(diào)整閘門底止水橡皮與復(fù)合不銹鋼板之間的壓力，減輕底止水橡皮與復(fù)合不銹鋼板之間的摩擦。

（4）閘門底檻預(yù)埋的復(fù)合不銹鋼板，基層為Q235B，δ=14，復(fù)層為OCr18Ni9，δ=2。通過檢修來看，復(fù)層磨損較快，且復(fù)層和基層之間已經(jīng)出現(xiàn)多處脫層現(xiàn)象。本次檢修僅對復(fù)層破損處進行了修補，在下次抽水檢修時，結(jié)合實際情況，可考慮清除復(fù)層，僅保留基層鋼板。

5危害預(yù)防

閘門是關(guān)系船閘安全運行的關(guān)健部分，且由于閘門下半部位于水下，一但出現(xiàn)故障處理難度大處理時間長。所以，針對閘門開展持續(xù)的有針對性的檢查和監(jiān)測，對預(yù)防和及時發(fā)現(xiàn)閘門故障有著重要的意義。結(jié)合經(jīng)驗，可采取如下預(yù)防措施：

（1）給閘門頂樞拉座螺栓螺母劃定位線并定期檢查。一但螺栓螺母松動，定位線就會出現(xiàn)明顯移動，從而非常方便地判斷出螺栓螺母松動情況，及時進行緊固處理。

（2）開展年度水下檢查，摸排閘門水下部分，尤其是底樞的情況，掌握底樞各部分變化趨勢，發(fā)現(xiàn)重大變化和故障應(yīng)及時與專業(yè)單位進行溝通，確定下一步處理方案。

（3）閘門的主要故障基本上都可以體現(xiàn)在閘門跳動量變化上來。因此，必須定期測量閘門跳動量并做好記錄和數(shù)據(jù)分析。一般閘門跳動量的變化應(yīng)該是平穩(wěn)緩慢的。通過緩慢累積，跳動量超出標(biāo)準后，可通過調(diào)節(jié)頂樞拉桿的花蘭螺母來調(diào)整閘門跳動量。在監(jiān)測過程中，一但發(fā)現(xiàn)跳動量出現(xiàn)較大突變，則預(yù)示著閘門相關(guān)部位可能出現(xiàn)故障，此時，應(yīng)及時查找分析故障原因，加大監(jiān)測頻率，必要時請專業(yè)單位進行檢測并確定下一步處理方案。

參考文獻：

[1]船閘檢修技術(shù)規(guī)程.JTS320-3-2013