多節浮箱式檢修閘門防滲自動控制裝置研究

（灌南河道管理局 宿遷 223800 淮河工程集團有限公司宿遷分公司 宿遷 223800嶂山閘管理局 宿遷 223800 宿遷水利樞紐管理局 宿遷 223800）

1 研究背景

檢修閘門是指供工作閘或水工建筑物的某一部位或設備需要檢修時用以臨時擋水的閘門。每年汛前，水閘管理單位需要放下檢修閘門擋水防滲，以進行工作閘門檢查、試車和維修等，工作閘橋上設置鋼制軌道，便于移動檢修工作閘門。目前，檢修閘門防滲主要采用的措施有：（1）水泥檁條裹棉胎堵較嚴重的缺口；（2）采用水泥檁條壓不透水彩條布；（3）在檢修閘門前刷粉煤灰，用水流吸粉煤灰小顆粒堵漏；（4）采用潛水員潛水用膠棉或焊接堵漏。采用以上方法存在一些問題：前期準備時間過長，實施過程中需要大量人力、物力；堵漏效果不明顯；粉煤灰對水體有較大污染，不可重復利用；采用潛水員堵漏安全性差，操作十分復雜，費用較高。筆者在從事大型水閘運行、管理和維護過程中，長期致力于水閘工程機械化、現代化和智能化發展，根據水閘工程管理需要，尤其是閘門常規檢查、維修和養護干地條件的需要，研究發明多節浮箱式檢修閘門防滲自動控制裝置，以供讀者探討。

2 研究內容和方案

2.1 研究內容

針對背景提出的工程需要和現有產品技術不足，提出產品研究方向：應用自動控制技術給多層帷幕充水加壓，使一體式防滲帷幕立體鋪展在檢修閘門前，解決檢修閘門滲水、射水問題，要求該產品可多次使用，便于回收，自動化程度高，最終研究小組結合工程需要，研究設計出一種多節浮箱式檢修閘門防滲自動控制裝置。

2.2 研究方案

多節浮箱式檢修閘門防滲自動控制裝置包括防滲帷幕自動裝置和多功能軌道吊車（如圖1）。防滲帷幕自動裝置包括防滲帷幕和防滲帷幕架，防滲帷幕有若干層，通過卷軸固定在防滲帷幕架內，卷軸由電機驅動，控制防滲帷幕的卷曲或舒展；防滲帷幕的底端依次設有充水裝置、超聲波水下測距儀、投入式液位計、開度儀和放水閥門，充水裝置用于對防滲帷幕層間充水，放水閥門用于防滲帷幕層間放水；超聲波水下測距儀用于檢測防滲帷幕底部與閘室底板的距離；開度儀和投入式液位計分別測量計算防滲帷幕下降長度和防滲帷幕內水高；多功能軌道吊車包括門機架、起升機構、行走機構和轉換機構，行走機構和轉換機構設在多功能軌道吊車的底部，門機架用于固定起升機構，起升機構用于拉動防滲帷幕自動裝置，行走機構和轉換機構設在多功能軌道吊車的底部，用于驅動多功能軌道吊車和轉換其軌道。

3 裝置的實現過程

防滲帷幕架由多功能軌道吊車放在檢修閘門正上方工作橋橋面上，也可以用多功能軌道吊車吊在檢修閘門正上方，利用防滲帷幕架上電動機帶動卷軸旋轉收放防滲帷幕，采用PLC控制系統控制設置參數或手動操作方式使防滲帷幕完全鋪展在檢修閘門前有效擋水防滲。另外，多功能軌道吊車可以通過非軌道道路從水閘倉庫中吊出防水帷幕自動裝置。

圖1 多節浮箱式檢修閘門防滲自動控制裝置圖

多功能軌道吊車在非軌道路面移動時，電機轉軸帶動橡膠轉輪行走，至水閘工作橋上。水閘工作橋上設有鋼制軌道，當非軌道路面移動到鋼制軌道時，控制油壓千斤頂上升，抬起多功能軌道吊車，抬起的高度使鋼制轉輪的高度稍高于軌道的高度，這時旋轉轉軸，可旋轉轉軸向鋼制軌道所在的方向旋轉180°，使鋼制轉輪全部放至鋼制軌道，然后加固式電動機再驅動電機轉軸運動，多功能軌道吊車在鋼制軌道上前進或者后退。多功能軌道吊車行駛至檢修閘門上方，啟動防水帷幕自動裝置，或者將防滲帷幕自動控制裝置放下檢修閘門正前方，電動機轉動帶動卷軸轉動，將防滲帷幕緩緩放入檢修閘門前水中，放入水下幾米后，超聲波水下測距儀自動測量防滲帷幕底部至閘底板距離，同時開度儀和投入式液位計分別測量計算出防滲帷幕入水深度和防滲帷幕內水位。剛啟動時，PLC自動控制裝置開始按程序工作，水下電磁閥門先是關閉狀態，干式潛水泵按程序要求啟動開始充水，當防滲帷幕底部平放至閘底板上后，且防滲帷幕最外層充水水位達到設計高度，干式潛水泵自動停止，防滲帷幕受內部水壓作用，全部伸展在檢修閘門和閘墩上，整體充水加壓防滲帷幕有效的阻擋了檢修閘門的射水、滲水，期間自動控制裝置持續監測工作狀態自動充水，保持預設置壓力。維修養護工作結束后，自動控制裝置啟動自動關閉程序，電磁閥門快速放水，同時防滲帷幕自動勻速回收，防滲帷幕加上高速風扇迅速吹掉防滲帷幕外側水漬，整套系統回收后，再經原路返回設備倉庫中。

4 研究成果及效益

防滲帷幕采用三層不透水幕布，外層帷幕充水加壓，使靠近檢修閘門里層的帷幕緊貼住檢修閘門，兩側與閘墩接觸面擋住邊緣射水，有效解決檢修閘的U型面滲水和射水；防滲帷幕自動控制裝置能自動檢測水深、水壓及設備下降高度，模塊設計，PLC控制，自動化程度高；多功能軌道吊車通過轉換裝置可以在軌道及非軌道路面行駛，突破道路條件限制。該裝置已經在多個水閘管理單位試運行，操作方便，維修成本低，節約水閘維修養護成本，效果較好，推廣應用前景較好。

5 發展趨勢及展望

綠水青山就是金山銀山，水閘工程正向園林化、風景化和景觀化發展，以滿足人民對美好生活和需求，作為水閘工程中重要的、核心的機械設備及產品也向集成化、自動化和網絡化方向發展，高效性、穩定性和精準性的機械設備產品將得到進一步的應用和發展，以滿足水閘運行管理維修等各方面需要■