吉沙日夫,王樹強(qiáng),陳志宇
(1.三峽建設(shè)管理有限公司白鶴灘工程建設(shè)部,四川 寧南 615421;2.中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司,湖北 宜昌 443000)
白鶴灘大壩工程共布置平移式纜機(jī)7臺(tái),采用高、低線雙層布置,其中高線布置3臺(tái),低線布置4臺(tái)。主要取料平臺(tái)同樣采用高、低雙層布置,即高程834 m的高線取料平臺(tái)和高程768 m的低線取料平臺(tái)[1]。
纜機(jī)作為峽谷式水電站大壩混凝土澆筑、吊雜、金屬結(jié)構(gòu)安裝吊運(yùn)的唯一手段,其橫跨整個(gè)大壩,是水電站建設(shè)期間安全風(fēng)險(xiǎn)最高的施工設(shè)備,其中,人的因素引起的纜機(jī)安全事故率較高。
由于白鶴灘纜機(jī)數(shù)量多,且分高低布置,大壩取料平臺(tái)也有高低線平臺(tái),指揮信號(hào)串線、誤指揮、誤操作等安全隱患較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)2017年3月至2018年3月,因纜機(jī)運(yùn)行相關(guān)引起的安全風(fēng)險(xiǎn)共7起,其中因誤指揮、誤操作等因素引起的安全風(fēng)險(xiǎn)共3起,占43%。做好纜機(jī)運(yùn)行的誤指揮、誤操作的安全隱患的預(yù)控,可降低纜機(jī)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn),急需對(duì)纜機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
通過讀取纜機(jī)上吊鉤及小車的行程檢測(cè)系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù),增設(shè)纜機(jī)前目標(biāo)位(澆筑倉(cāng)位目標(biāo))和后目標(biāo)位(上料平臺(tái)目標(biāo))功能[2]。其中,前目標(biāo)位包括對(duì)小車和吊鉤的限速和限位,后目標(biāo)位對(duì)小車進(jìn)行限位。且以前、后目標(biāo)位作為纜機(jī)運(yùn)行的起點(diǎn)和終點(diǎn),建立了一個(gè)吊罐安全運(yùn)行區(qū),如圖1中矩形框所示,纜機(jī)吊罐運(yùn)行至超出此方框區(qū)域時(shí),司機(jī)室報(bào)警器將報(bào)警,并減速直至停止。
安全限位示意圖如圖2,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下功能:
1)當(dāng)大壩混凝土倉(cāng)面澆筑時(shí),對(duì)該倉(cāng)混凝土首次取料點(diǎn)和首次卸料點(diǎn)進(jìn)行定位,以該定位坐標(biāo)點(diǎn)作為中心,設(shè)定安全限位區(qū),見圖1中黃色方框。同時(shí)以前目標(biāo)位定位坐標(biāo)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),實(shí)時(shí)顯示吊罐與前目標(biāo)位的水平、垂直距離,見圖1紅圈中小車、吊鉤距離顯示數(shù)值。
2)當(dāng)混凝土吊罐接近該安全限位區(qū)時(shí)向纜機(jī)司機(jī)語音播報(bào)減速的提示,司機(jī)室顯示屏上的安全限位區(qū)由綠色變?yōu)辄S色,同時(shí)開始閃爍,隨著吊罐的緩慢靠近,閃爍頻率逐漸加快;當(dāng)?shù)豕捱M(jìn)入該安全限位區(qū)時(shí),纜機(jī)大鉤及小車強(qiáng)制減速直至停止。
3)因前目標(biāo)位和后目標(biāo)位形成的矩形吊罐安全運(yùn)行區(qū)中,各壩段高度不一,現(xiàn)場(chǎng)模板及施工機(jī)具布置情況復(fù)雜。為避免在此區(qū)域因操作失誤造成事故,程序中設(shè)定,在距倉(cāng)面50 m范圍內(nèi),重罐時(shí)(卸料前)吊鉤可正常運(yùn)行,小車速度限制在2檔以內(nèi);輕罐時(shí)(卸料后)只能運(yùn)行吊鉤,小車被程序鎖定限動(dòng)。當(dāng)?shù)蹉^高度提升至高于50 m,小車限速或限動(dòng)鎖定解除,恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
圖1 安全限位功能人機(jī)交互界面示意圖
圖2 安全限位示意圖
該系統(tǒng)通過對(duì)取料點(diǎn)及卸料點(diǎn)位置進(jìn)行確認(rèn),從而限定了纜機(jī)大鉤及小車運(yùn)行范圍[3]。對(duì)卸料點(diǎn)和取料點(diǎn)進(jìn)行了安全區(qū)域的設(shè)定,通過程序?qū)δ繕?biāo)位設(shè)定和限位功能進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行,使纜機(jī)運(yùn)行速度和范圍進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、程序化,纜機(jī)對(duì)司機(jī)及指揮人員的誤操作、誤指揮拒絕執(zhí)行,達(dá)到了“想誤操作都難”的目的,有效避免了纜機(jī)人為誤操作和誤指揮引起的安全風(fēng)險(xiǎn),形成了另一道纜機(jī)運(yùn)行安全防護(hù)墻,同時(shí)減輕了操作司機(jī)的精神壓力。
該系統(tǒng)已使用于白鶴灘7臺(tái)纜機(jī),投運(yùn)后未發(fā)生誤操作、誤指揮引起的安全風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)用效果良好,今后可在所有水電行業(yè)的纜機(jī)中進(jìn)行推廣應(yīng)用,甚至可推廣用于其他起重設(shè)備,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值[4-5]。
下一步將繼續(xù)優(yōu)化、完善纜機(jī)控制系統(tǒng),力爭(zhēng)做到無誤指揮、誤操作引起的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)在該系統(tǒng)現(xiàn)有條件下,研發(fā)纜機(jī)吊罐自動(dòng)送達(dá)功能,輔助纜機(jī)司機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作,降低纜機(jī)事故率。