船閘三角閘門下沉危害的處理與預(yù)防

楊慶

摘 要：針對(duì)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(duì)應(yīng)的處置辦法和改進(jìn)措施，有針對(duì)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(dòng)量

中圖分類號(hào)：U641? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(zhǎng)江、上連巢湖的咽喉上，是合肥“通江達(dá)海”的重要通道，地理位置十分重要。兩座船閘于2012年12月實(shí)現(xiàn)了試通航，對(duì)緩解裕溪河水上運(yùn)輸起到了積極的作用。

長(zhǎng)期以來(lái)，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(dòng)，閘門跳動(dòng)量超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，整體技術(shù)狀況不斷變差，嚴(yán)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(yùn)建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司于2018年年底和2019年年初分別實(shí)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(jì)院按Ⅲ級(jí)船閘標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，兼顧Ⅱ級(jí)水深，年設(shè)計(jì)通過(guò)能力分別為5930萬(wàn)噸和6000萬(wàn)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(jì)院和施工單位共同對(duì)閘閥門和閘室水下部分進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，通過(guò)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(gè)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(shí)會(huì)有振動(dòng)。

（2） 閘門頂樞和底樞拉座固定螺栓螺母松動(dòng)。

（3）閘門跳動(dòng)量大大超過(guò)檢修規(guī)范。

（4） 因閘門下沉嚴(yán)重，部分底樞蘑菇頭、蘑菇頭襯套、密封圈磨損。一個(gè)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(guò)大，閘門底檻復(fù)合不銹鋼板的復(fù)層沿著底止水運(yùn)動(dòng)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(guò)分析，我們認(rèn)為以上各個(gè)故障并非孤立，而是密切關(guān)聯(lián)相互影響的。總結(jié)起來(lái)，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(gè)閘門軸線的平行度被破壞，還會(huì)加劇閘門漏水;閘門漏水會(huì)在一定水位差時(shí)造成閘門振動(dòng)，從而造成頂樞和底樞拉座固定螺栓螺母松動(dòng)。

（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(huì)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(yán)重磨損甚至局部卷起、閘門運(yùn)行阻力過(guò)大，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致閘門卡死。

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

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

從分析來(lái)看，以上各種故障基本上都可以歸結(jié)到閘門下沉這個(gè)主因上來(lái)，而閘門的嚴(yán)重下沉則威脅著閘門的安全運(yùn)行。因此，定期對(duì)閘門進(jìn)行檢查和觀測(cè)具有十分重要的意義。

4危害處理

對(duì)于前述故障危害的處理，主要從三個(gè)方面著手：

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

（2）對(duì)閘門部件和參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。由于邊羊角連接段尼龍止水材質(zhì)過(guò)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(guò)檢修來(lái)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(duì)復(fù)層破損處進(jìn)行了修補(bǔ)，在下次抽水檢修時(shí)，結(jié)合實(shí)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(yùn)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(shí)間長(zhǎng)。所以，針對(duì)閘門開(kāi)展持續(xù)的有針對(duì)性的檢查和監(jiān)測(cè)，對(duì)預(yù)防和及時(shí)發(fā)現(xiàn)閘門故障有著重要的意義。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)，定位線就會(huì)出現(xiàn)明顯移動(dòng)，從而非常方便地判斷出螺栓螺母松動(dòng)情況，及時(shí)進(jìn)行緊固處理。

（2）開(kāi)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(shì)，發(fā)現(xiàn)重大變化和故障應(yīng)及時(shí)與專業(yè)單位進(jìn)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(dòng)量變化上來(lái)。因此，必須定期測(cè)量閘門跳動(dòng)量并做好記錄和數(shù)據(jù)分析。一般閘門跳動(dòng)量的變化應(yīng)該是平穩(wěn)緩慢的。通過(guò)緩慢累積，跳動(dòng)量超出標(biāo)準(zhǔn)后，可通過(guò)調(diào)節(jié)頂樞拉桿的花蘭螺母來(lái)調(diào)整閘門跳動(dòng)量。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一但發(fā)現(xiàn)跳動(dòng)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(shí)，應(yīng)及時(shí)查找分析故障原因，加大監(jiān)測(cè)頻率，必要時(shí)請(qǐng)專業(yè)單位進(jìn)行檢測(cè)并確定下一步處理方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]船閘檢修技術(shù)規(guī)程.JTS320-3-2013