水文纜道的布設(shè)型式改進(jìn)

□劉紅廣 □王俊偉（河南省平頂山水文水資源勘測局）

□劉煥陽（河南省漯河水文水資源勘測局）

水文纜道是無需涉水，就可以對流量、含沙量進(jìn)行測驗(yàn)的一種水文測驗(yàn)設(shè)施，對測驗(yàn)人員有較高的安全性，具有精度高、效率高、適應(yīng)強(qiáng)、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，是水文測驗(yàn)最重要的也是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)裝備。

1.纜道的基本布置型式

習(xí)慣上，把牽引索在行車上形成封閉的稱為“閉口式”，否則，稱為“開口式”。因閉口式游輪纜道僅適用于洪水水位變化較小，兩岸地勢較高的河道，所以河南省水文纜道大多采用開口式。

2.省力布設(shè)基本型式

如果跨度大，鉛魚較重時(shí)，必須考慮省力。目前，主要采用滑輪組減速省力和平衡錘省力兩種布設(shè)型式，但這兩種省力型式各有利弊。

2.1 滑輪組減速省力布設(shè)型式

采用滑輪組型式可以省力，而且滑輪組可以調(diào)節(jié)鉛魚的升降速度。因絞車轉(zhuǎn)速較快，不適用定點(diǎn)測流的要求時(shí)，需要降低鉛魚的升降速度。其基本型式如圖1所示。升降鉛魚的起重拉力:T≈2p/n（P為鉛魚重量，n為滑輪組上走線根數(shù)）。

圖1 開口式游輪纜道滑輪組省力、減速布設(shè)示意圖

這種布設(shè)型式的優(yōu)點(diǎn)是：有較大承受超設(shè)計(jì)荷載的能力，當(dāng)鉛魚掛到水草或漂浮物時(shí)，可以強(qiáng)行將鉛魚提起，不會(huì)出現(xiàn)牽引索在絞車驅(qū)動(dòng)輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現(xiàn)象。基于此優(yōu)點(diǎn)，在河南省許多水文纜道改造中，把原來采用平衡錘省力型式的纜道改為此型式纜道。但也存在省力與起重卷筒大小之間的矛盾問題。如果為了省力，滑輪組上走線根數(shù)就得多，起重卷筒就必須做大，否則將造成鋼絲繩在卷筒上多層纏繞，鋼絲繩容易擠擦磨傷。如果滑輪組上走線根數(shù)少，起重拉力大，手動(dòng)操作困難。

2.2 平衡錘省力布設(shè)型式

采用平衡錘省力布設(shè)型式可以大大減少起重拉力，手動(dòng)方便，河南省早期建設(shè)的纜道大多采用此種型式。其基本型式如圖2所示。

圖2 開口式游輪纜道平衡錘省力布設(shè)示意圖

此種布設(shè)型式的優(yōu)缺點(diǎn)和滑輪組省力布設(shè)型式相反，省力但容易出現(xiàn)牽引索在絞車驅(qū)動(dòng)輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現(xiàn)象，不適應(yīng)有水草和漂浮物情況測流。

3.設(shè)計(jì)改進(jìn)原因

由于搶測洪水一般是在暴雨等惡劣天氣下進(jìn)行，電力等設(shè)施容易出現(xiàn)問題而停電，而且許多水文測站地處偏遠(yuǎn)農(nóng)村，電力設(shè)施保障率不高，經(jīng)常出現(xiàn)停電現(xiàn)象，因此，纜道設(shè)計(jì)必須考慮手動(dòng)操作。漂浮物和水草在洪水期出現(xiàn)是很正常的，起重拉力必須足夠大，當(dāng)鉛魚掛到水草或漂浮物時(shí)，可以強(qiáng)行將鉛魚提起，不會(huì)出現(xiàn)牽引索在絞車驅(qū)動(dòng)輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現(xiàn)象。滑輪組減速省力布設(shè)型式，如果滑輪組上走線根數(shù)少，起重拉力大，手動(dòng)操作就困難。有一測站，停電后，采用手動(dòng)操作（手動(dòng)狀態(tài)下，沒有自鎖），險(xiǎn)些出現(xiàn)絞把傷人事故。而平衡錘省力布設(shè)型式，當(dāng)鉛魚掛到水草或漂浮物時(shí)，不能強(qiáng)行將鉛魚提起，造成水草和漂浮物越掛越多，最終把鋼絲繩拉斷，甚者把鋼架拉等現(xiàn)象。

4.改進(jìn)設(shè)計(jì)

為克服以上問題，讓纜道測驗(yàn)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，在停電和有漂浮物情況下正常測驗(yàn)，對燕山水文站現(xiàn)行的滑輪組省力布設(shè)型式進(jìn)行了改造，其基本型式如圖3所示。在游輪下方加了重量約小于2倍鉛魚重量的平衡錘（我們改造采用0.9×2P），在滿足減速要求的情況下，滑輪組上走線根數(shù)就能適當(dāng)減少。改造后，不會(huì)出現(xiàn)牽引索在絞車驅(qū)動(dòng)輪上“打滑”，當(dāng)鉛魚掛到水草或漂浮物時(shí)，可以強(qiáng)行將鉛魚提起，而且停電后，一個(gè)人可以輕松手動(dòng)操作。

圖3 開口式游輪纜道改造后省力布設(shè)示意圖

5.結(jié)語

改造后的纜道省力布設(shè)型式，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，操作方便，性能穩(wěn)定，提高了纜道設(shè)施和測驗(yàn)人員安全保障，有效地減輕測驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。