狄宗向 王向輝 何海波

摘 要：向家壩升船機(jī)船廂在正常運(yùn)行過程中會與上/下閘首進(jìn)行對接，對接時上/下游航道內(nèi)的漂浮物就可能進(jìn)入船廂內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致升船機(jī)充泄水系統(tǒng)管路堵塞或設(shè)備故障。本文主要介紹了升船機(jī)船廂快速清漂裝置研制的背景意義、研制過程、解決的實(shí)際問題，以及應(yīng)用取得的顯著效果。

關(guān)鍵詞：船廂;閘首;對接;漂浮物;設(shè)備故障;快速清漂

中圖分類號：U66? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）09-0063-02

向家壩升船機(jī)在正常通航運(yùn)行過程中，船廂會與上/下閘首對接，上/下游航道內(nèi)的漂浮物就可能進(jìn)入船廂內(nèi)，尤其是在汛期上游水庫漂浮物較多時，大量漂浮物會隨著風(fēng)浪進(jìn)入渡槽和船廂內(nèi)。漂浮物聚集在船廂與閘首對接區(qū)域，當(dāng)升船機(jī)解除對接排間隙水時，間隙內(nèi)的漂浮物會進(jìn)入充泄水管路導(dǎo)致充泄水系統(tǒng)管路堵塞或閥門故障，同時部分較大漂浮物若沉降至工作門和船廂門附近區(qū)域，也可能會導(dǎo)致船廂門、通航門因漂浮物卡阻導(dǎo)致大量漏水事故發(fā)生，這些都將對升船機(jī)的正常通航運(yùn)行造成極大影響。另外，大量漂浮物聚集在船廂內(nèi)也會影響升船機(jī)整體美觀和形象。針對汛期向家壩上游漂浮物較多，大量漂浮進(jìn)入船廂內(nèi)影響船廂與閘首對接的情況，需研制一種可以及時清除船廂對接區(qū)域漂浮物的清漂裝置，從而降低因漂浮物引起的充泄水系統(tǒng)設(shè)備故障率，防止船廂門、通航門因漂浮物卡阻導(dǎo)致大量漏水事故發(fā)生，提高升船機(jī)設(shè)備運(yùn)行可靠性與安全性，進(jìn)一步提升通航效率。

1升船機(jī)設(shè)備總體布置

1.1? 上閘首設(shè)備

上閘首由擋水壩段和渡槽段組成，兼有擋水壩段及升船機(jī)閘首雙重功能。航槽的上游側(cè)布置上閘首事故檢修閘門，用于升船機(jī)正常和事故檢修以及水庫水位超過上游最高通航水位時防洪擋水。事故檢修閘門后布置壩頂活動橋，用于連接上閘首航槽兩側(cè)的交通。

在擋水壩段后設(shè)置長為85.45m的渡槽段，其頂高程為382.000m。渡槽段下游端布置上閘首工作閘門，閘門型式選擇下沉式平面閘門，保證升船機(jī)適應(yīng)上游水位變化，滿足不同通航水位運(yùn)行的要求。

1.2? 船廂設(shè)備

向家壩升船機(jī)船廂采用盛水結(jié)構(gòu)與承載結(jié)構(gòu)合為一體的自承載式結(jié)構(gòu)型式，由128根Ф74mm的鋼絲繩懸吊。船廂有效水域長116m、寬12m、深3m，船廂結(jié)構(gòu)外形長125m、標(biāo)準(zhǔn)段寬16.4m、高7.3m。船廂結(jié)構(gòu)、設(shè)備和3m標(biāo)準(zhǔn)水深的水體總重量約8150t。

1.3? 下閘首設(shè)備

下閘首緊鄰船廂室段下游端布置，系整體塢式結(jié)構(gòu)。下閘首起始端布置下閘首工作閘門，閘門型式選擇下沉式平面閘門，保證升船機(jī)適應(yīng)下游水位變化，滿足不同通航水位運(yùn)行的要求。下閘首檢修閘門設(shè)于下閘首工作閘門的下游，用于升船機(jī)檢修以及下游水位超過最高通航水位時防洪擋水，閘門采用平面疊梁型式，由下閘首門機(jī)主鉤通過自動抓梁操作。

2? 船廂快速清漂裝置研制

2.1? 船廂清漂技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)查

國內(nèi)大型升船機(jī)船廂清漂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如下。

三峽升船機(jī)：主要依靠清漂船在上游清漂，若漂浮物進(jìn)入船廂內(nèi)，則清漂船進(jìn)入船廂內(nèi)清漂。缺點(diǎn)：清漂速度慢，影響通航效率。

福建水口升船機(jī)：主要依靠船廂人員人工清漂，效率較低。

向家壩升船機(jī)：主要依靠船廂人員人工清漂，效率較低;也進(jìn)行過人工拉網(wǎng)清漂，但存在安全網(wǎng)不結(jié)實(shí)、漂浮物不易收集等問題。

2.2? 船廂清漂裝置設(shè)計

（1）采用安檢船拉拽清漂、反向拉拽釋放漂浮物的操作方式;

（2）采用浮筒懸掛鋼板網(wǎng)組合式設(shè)計（鋼板網(wǎng)分為4段可拆卸），采用U型設(shè)計，組合式清漂裝置兩端設(shè)置有尼龍繩固定點(diǎn)，全長約11米;

（3）采用高分子聚乙烯材料生產(chǎn)的水上浮筒提供浮力（單個浮筒重約7KG，可提供350Kg/㎡的承載力），側(cè)面懸掛深約0.6米的菱形鋼板網(wǎng)收集漂浮物;

（4）該清漂裝置總重量估算在600KG左右，拆卸組裝簡便。

3解決的實(shí)際問題

船廂快速清漂裝置研制完成并投運(yùn)后，主要解決了以下問題：

（1）研制了一種可以在不影響升船機(jī)正常通航運(yùn)行條件下能及時清除船廂對接區(qū)域漂浮物的清漂裝置，大大提升了汛期通航效率。

（2）解決了船廂人工清漂費(fèi)時費(fèi)力、清漂人員存在落水風(fēng)險等問題。

（3）通過對升船機(jī)對接充泄水系統(tǒng)在船廂快速清漂裝置投用前后升船機(jī)故障情況的對比分析，基本摸清了對接充泄水系統(tǒng)故障的主要原因。

4? 應(yīng)用中取得的顯著效果

4.1? 生產(chǎn)效益

船廂快速清漂裝置投用后，因船廂內(nèi)漂浮物過多引發(fā)的通航流程中斷事件從平均每月8-10次降低至0次，向家壩升船機(jī)對接充泄水系統(tǒng)、船廂門、通航門等設(shè)備的故障發(fā)生率得到極大降低，設(shè)備運(yùn)行更加可靠，升船機(jī)通航效率進(jìn)一步提升，生產(chǎn)效益顯著。

4.2? 經(jīng)濟(jì)效益

直接經(jīng)濟(jì)效益：快速清漂裝置投用前，船廂漂浮物主要依靠船廂協(xié)管人員在船廂上人工清理以及安檢船駛?cè)氪瑤麅?nèi)人工打撈，效率較低。2018年6月至2019年6月一年間，組織人員打撈引航道（含承船廂）范圍內(nèi)水面漂浮物約有150噸，經(jīng)核算，人員打撈綜合單價約為320元/噸。船廂快速清漂裝置投用后，可節(jié)省約5萬元/年的人工打撈成本，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。

間接經(jīng)濟(jì)效益：向家壩升船機(jī)汛期平均每天因漂浮物較多引起的通航流程中斷時間在20分鐘左右，目前單廂次運(yùn)行平均過機(jī)歷時為40分鐘左右，意味著若解決漂浮物問題，向家壩升船機(jī)每天可以多運(yùn)行0.5個廂次，而以每廂次平均通過貨物500噸、以2018年每噸貨物翻壩費(fèi)用26元為計算標(biāo)準(zhǔn)，向家壩汛期漂浮物較多的時間共計約120天，將間接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益78萬元/年。

推廣經(jīng)濟(jì)效益：船廂快速裝置可推廣至國內(nèi)各大型升船機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用，具體經(jīng)濟(jì)效益待估算。

5 結(jié)語

船廂快速清漂裝置的研制，解決了船廂人工清漂效率低下、清漂船進(jìn)入船廂清漂影響升船機(jī)通航等問題。研制的船廂快速清漂裝置可以在升船機(jī)正常通航過程中進(jìn)行清漂，清漂方式方便、快捷，大大提升了升船機(jī)通航效率。另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、拆裝簡便，利用現(xiàn)有安檢船作為牽引動力，在未增加太多實(shí)際成本的情況下，產(chǎn)生了巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)用效果顯著。

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