任中琪，趙 鑫

( 石佛寺水庫(kù)管理局，沈陽(yáng)110129)

1 工程特性及啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)組成

石佛寺水庫(kù)樞紐一期工程是遼河干流上唯一一座大型控制性水利工程，水庫(kù)總庫(kù)容1.65 億m3。攔河主壩為均質(zhì)土壩，泄洪閘布置在右岸的主河道上，泄洪閘總寬248.5 m，凈寬200 m，共設(shè)平面雙扉工作閘門(mén)16 孔，每孔凈寬12.5 m。

泄洪閘閘門(mén)采用雙吊點(diǎn)起吊，其啟閉機(jī)每套由左右各一臺(tái)固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)組成。左、右啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)相同，左右對(duì)稱(chēng)，用中間軸連接，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。每臺(tái)啟閉機(jī)由異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，卷筒上的鋼絲繩經(jīng)吊具上的動(dòng)滑輪及裝在機(jī)架上的定滑輪、平衡滑輪，使吊點(diǎn)完成升降。左、右啟閉機(jī)使閘門(mén)的兩個(gè)吊點(diǎn)同步升降，共同啟閉閘門(mén)。啟閉機(jī)卷筒軸的軸承座上及卷筒左、右軸端分別裝有荷載測(cè)量?jī)x、閘門(mén)開(kāi)度測(cè)量?jī)x及行程限制器，與電氣裝置一起共同組成啟閉機(jī)測(cè)量、控制、保護(hù)系統(tǒng)。

2 問(wèn)題的提出

2010年主汛期間，遼河流域，尤其石佛寺水庫(kù)上游地區(qū)，降雨集中頻繁且強(qiáng)度大，使石佛寺水庫(kù)在防汛調(diào)度運(yùn)行中，閘門(mén)啟閉的調(diào)整十分頻繁。在閘門(mén)啟閉操作過(guò)程中，啟閉機(jī)時(shí)常出現(xiàn)超荷載信號(hào)報(bào)警現(xiàn)象。這一現(xiàn)象不僅為閘門(mén)及啟閉機(jī)安全運(yùn)行帶來(lái)隱患，同時(shí)也為汛期調(diào)度的順暢執(zhí)行帶來(lái)了困難。這就要求水庫(kù)工程技術(shù)人員必須要解決這個(gè)問(wèn)題，并防止此現(xiàn)象的再次發(fā)生。

3 原因的剖析

工程技術(shù)人員對(duì)啟閉機(jī)和閘門(mén)進(jìn)行檢查，綜合分析，［1］發(fā)現(xiàn)了引起啟閉機(jī)超荷載現(xiàn)象的主要原因有4個(gè):

3.1 閘門(mén)兩個(gè)吊點(diǎn)的鋼絲繩長(zhǎng)度差異大

由于單孔泄洪閘寬12.5 m，高10 m，門(mén)體自重74 t，兩吊點(diǎn)的鋼絲繩雖然材質(zhì)、規(guī)格相同，但是經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，拉伸長(zhǎng)度產(chǎn)生差異。當(dāng)兩吊點(diǎn)鋼絲繩的長(zhǎng)度差達(dá)到一定數(shù)值后，啟閉機(jī)啟閘時(shí)，雖經(jīng)過(guò)同軸連接形成同步卷線，也會(huì)形成兩個(gè)吊點(diǎn)提升高度不一致，產(chǎn)生偏差。這一偏差導(dǎo)致使閘門(mén)左右門(mén)邊框與門(mén)槽不能保持平行，相互產(chǎn)生摩擦。摩擦力疊加閘門(mén)自重后的數(shù)值會(huì)超過(guò)啟閉機(jī)設(shè)定的荷載警報(bào)值而發(fā)報(bào)警信號(hào)。

這個(gè)現(xiàn)象通過(guò)外觀檢查可以鑒別: ①左右啟閉機(jī)所顯示的荷載數(shù)值存在差異，鋼絲繩短的一側(cè)啟閉機(jī)的荷載數(shù)值明顯大，并且大于荷載報(bào)警值，當(dāng)數(shù)值達(dá)到停機(jī)值時(shí)，閘門(mén)啟閉機(jī)停止運(yùn)行。②檢查閘門(mén)兩吊點(diǎn)的水平高度，會(huì)發(fā)現(xiàn)有高度差值。③從檢查閘門(mén)左右邊框與門(mén)槽間的間隙，可看到一側(cè)間隙明顯大，而另一側(cè)幾乎沒(méi)有間隙。

3.2 閘門(mén)滑輪卡澀或故障

為提高啟閉機(jī)效率，減小電機(jī)功率，石佛寺水庫(kù)泄洪閘啟閉機(jī)采用了動(dòng)滑輪組和定滑輪組及平衡滑輪來(lái)分擔(dān)和平衡閘門(mén)啟閉時(shí)的重量。當(dāng)滑輪組中某一個(gè)滑輪因軸承碎裂或線槽變形而出現(xiàn)卡澀或不轉(zhuǎn)時(shí)，故障滑輪會(huì)失去部分分擔(dān)閘門(mén)重量的功能。故障滑輪增加鋼絲繩與滑輪間的滑動(dòng)摩擦力，使啟閉機(jī)提升閘門(mén)時(shí)故障側(cè)的荷載值超過(guò)荷載報(bào)警值。現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)除了荷載數(shù)值增高外，會(huì)發(fā)現(xiàn)滑輪組中有轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)的滑輪，嚴(yán)重時(shí)會(huì)伴有鋼絲繩摩擦聲和滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦聲。

3.3 雙扉門(mén)上、下扉門(mén)間對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)中心距不相同

石佛寺水庫(kù)泄洪閘的結(jié)構(gòu)為上下開(kāi)閉的雙扉門(mén)結(jié)構(gòu)，若需要將泄洪閘閘門(mén)的開(kāi)度開(kāi)到大于下扉門(mén)全開(kāi)高度時(shí)，下扉門(mén)全部開(kāi)啟后，利用安裝在下扉門(mén)的上門(mén)邊背部，門(mén)左右兩側(cè)的兩個(gè)圓錐形尖凸頂入上扉門(mén)門(mén)后相應(yīng)位置的圓錐形凹槽中，隨著下扉門(mén)的繼續(xù)提升，頂起上扉門(mén)一同開(kāi)啟。這種雙扉門(mén)的結(jié)構(gòu)要求上扉門(mén)與下扉門(mén)的對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)與銷(xiāo)孔( 尖凸與凹槽) 中心距必須相同，對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)與銷(xiāo)孔在頂入時(shí)要嚴(yán)密，完全頂入，沒(méi)有偏差。若在頂入時(shí)有偏差，會(huì)使下扉門(mén)的對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)尖凸頂在下扉門(mén)對(duì)準(zhǔn)孔的圓錐凹槽的錐面上，從而產(chǎn)生橫向分力，使受力方向所指的閘門(mén)邊框?qū)﹂T(mén)槽形成壓力。隨著閘門(mén)的提升在閘門(mén)邊與門(mén)槽間產(chǎn)生摩擦力，啟閉機(jī)提升荷載增加，當(dāng)這種摩擦力增加到一定數(shù)值時(shí)，便發(fā)出警報(bào)信號(hào)，往往伴有刺耳的金屬摩擦聲。

3.4 閘門(mén)左、右啟閉機(jī)電機(jī)中間連接軸安裝偏差

為達(dá)到閘門(mén)的兩個(gè)吊點(diǎn)同步升降，石佛寺水庫(kù)每孔閘門(mén)的左、右啟閉機(jī)電機(jī)間采用同軸連桿式的中間軸來(lái)滿足電機(jī)同步啟動(dòng)，卷筒同步運(yùn)轉(zhuǎn)。中間軸兩端的對(duì)輪通過(guò)多個(gè)螺栓分別與兩臺(tái)電機(jī)輸出軸的對(duì)輪相連接，當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)需要檢修時(shí)，先要拆開(kāi)其與中間軸的對(duì)輪螺栓，才能完成電機(jī)的移位檢修。反之，安裝電機(jī)時(shí)，一定要保持原螺栓孔連接，這樣才能保證雙吊點(diǎn)的同高度。若在電機(jī)安裝時(shí)因中間軸對(duì)輪與電機(jī)對(duì)輪的螺栓孔錯(cuò)位，螺栓無(wú)法安裝而轉(zhuǎn)動(dòng)中間軸或轉(zhuǎn)動(dòng)減速機(jī)輸入軸來(lái)滿足安裝螺栓條件，會(huì)使兩吊點(diǎn)高度產(chǎn)生差異，在閘門(mén)提升時(shí)出現(xiàn)同雙吊點(diǎn)鋼絲繩長(zhǎng)度有偏差時(shí)一樣的超荷載警報(bào)現(xiàn)象。

4 問(wèn)題的解決

根據(jù)以上對(duì)閘門(mén)啟閉機(jī)超荷載原因的剖析，針對(duì)不同的引發(fā)原因，水庫(kù)工程技術(shù)人員采取了不同的解決方法，具體為:

4.1 調(diào)整閘門(mén)兩吊點(diǎn)鋼絲繩的長(zhǎng)度

將閘門(mén)提出孔口，測(cè)量閘門(mén)兩側(cè)高度偏差，并根據(jù)動(dòng)滑輪數(shù)量計(jì)算出鋼絲繩的長(zhǎng)度差。在啟閉機(jī)卷筒上做好位置記號(hào)，將啟閉機(jī)鋼絲繩從卷筒上全部拆下。用鋼絲繩卡扣鎖住鋼絲繩，借助手動(dòng)葫蘆提升拉緊鋼絲繩，將鋼絲繩按照調(diào)整后在卷筒的相應(yīng)位置重新鎖到卷筒上。啟閉閘門(mén)，觀察兩吊點(diǎn)荷載測(cè)量?jī)x是否在正常值范圍內(nèi)。

4.2 檢修閘門(mén)吊點(diǎn)的各個(gè)滑輪組

對(duì)異常閘門(mén)的動(dòng)滑輪組和定滑輪組及平衡滑輪組進(jìn)行檢查，觀察滑輪有無(wú)裂紋或破碎，如有發(fā)現(xiàn)及時(shí)補(bǔ)焊或更換。對(duì)干澀的滑輪軸注鋰基甘油加強(qiáng)潤(rùn)滑，因滑輪故障造成鋼絲繩損傷的，要及時(shí)更換新鋼絲繩。

4.3 調(diào)整閘門(mén)對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)中心距

調(diào)整上扉門(mén)工作輪架上的調(diào)整螺栓，使對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)中心距與下扉門(mén)相同。若有偏差要對(duì)對(duì)準(zhǔn)銷(xiāo)進(jìn)行打磨。

4.4 重新連接啟閉機(jī)中間軸對(duì)輪螺栓

對(duì)因連接中間軸造成超荷載的啟閉機(jī)，在完全落閘后，重新解開(kāi)檢修側(cè)中間軸對(duì)輪，按原記號(hào)的對(duì)應(yīng)螺栓重新連接。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上面幾種調(diào)整閘門(mén)方法的應(yīng)用，消除了啟閉機(jī)超荷載警報(bào)頻發(fā)的現(xiàn)象，閘門(mén)啟閉運(yùn)行正常。通過(guò)這次檢修工作，使石佛寺水庫(kù)技術(shù)人員在啟閉機(jī)檢查和維護(hù)工作上更加細(xì)致，也為水庫(kù)設(shè)備管理制度的改進(jìn)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

［1］唐海龍. 察爾森水庫(kù)閘門(mén)運(yùn)行存在問(wèn)題及解決對(duì)策［J］.甘隸水利水電技術(shù)，2010(07) :10 －11.