孫超君，劉建龍，趙慶華，王翹楚，曹 猛

（江蘇省秦淮河水利工程管理處，江蘇南京 210022）

1 概 述

卷揚(yáng)式啟閉機(jī)在水閘工程中應(yīng)用較廣，因?yàn)楣こ虒?shí)際運(yùn)行需要，在機(jī)架和相連接的工作橋橋面相應(yīng)部位預(yù)留一定規(guī)格的孔洞，以便于閘門啟閉時(shí)鋼絲繩的通過和觀察閘門運(yùn)行情況，這類孔洞簡稱為繩孔或觀察窗［1］。為防止灰塵以及動(dòng)物等通過繩孔進(jìn)入啟閉機(jī)房影響機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全和正常養(yǎng)護(hù)，目前水閘的繩孔在啟閉機(jī)座相應(yīng)部位一般安裝固定式防塵封板進(jìn)行封堵［2］，但采用固定式防塵擋板在閘門啟閉時(shí)現(xiàn)場運(yùn)行操作人員無法直接觀察到閘門運(yùn)行狀況和水面情況，而且鋼絲繩來回運(yùn)動(dòng)處采用褶式材料密封，閘門啟閉時(shí)鋼絲繩的來回運(yùn)動(dòng)會(huì)擠壓和拉伸密封材料，導(dǎo)致閘門在重復(fù)運(yùn)動(dòng)后，密封處殘留鋼絲繩上油漬和灰層，需要經(jīng)常清理，給工程運(yùn)行管理工作造成不便。卷揚(yáng)式啟閉機(jī)出繩孔移動(dòng)式封閉裝置（專利號(hào)CN208201808U）采用滑槽上安裝移動(dòng)式出繩板解決固定式擋板不方便挪動(dòng)的問題，卷揚(yáng)啟閉機(jī)底座上的封堵裝置（專利號(hào)CN103866746A）采用機(jī)床專用伸縮帶的伸縮解決卷揚(yáng)啟閉機(jī)底座的封堵問題，這些都是有益的嘗試。本文結(jié)合具體工程，對(duì)卷揚(yáng)式啟閉機(jī)底板繩孔封閉系統(tǒng)進(jìn)行了研究與探索。

2 工程概況

秦淮新河水利樞紐位于南京市雨花臺(tái)區(qū)天后村秦淮新河入江口處，與武定門水利樞紐共同擔(dān)負(fù)著流域內(nèi)江寧區(qū)、溧水區(qū)、句容市及南京郊區(qū)的防洪、排澇、灌溉、水環(huán)境改善、水生態(tài)保障及航運(yùn)等任務(wù)，對(duì)防洪、排澇、水環(huán)境具有特別重要的意義。秦淮新河水利樞紐由1座大型節(jié)制閘和1座大型泵站共同組成，采用閘、站結(jié)合的布置形式。節(jié)制閘位于樞紐北側(cè)，于1980 年建成，2001 年進(jìn)行加固改造，設(shè)計(jì)泄洪流量800 m3/s，校核流量1 100 m3/s，Ⅱ級(jí)水工建筑物，共12 孔閘門，每孔凈寬6 m。閘門為直升式平板門，下扉門為鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，上扉門為鋼筋混凝土梁柱鋼絲網(wǎng)水泥波形面板結(jié)構(gòu)，用2×125 kN 電動(dòng)卷揚(yáng)式啟閉機(jī)分上、下扉門聯(lián)動(dòng)啟閉［3］。

2020 年汛期，秦淮新河節(jié)制閘開閘排澇60 d，排水5.57億m3。工程運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)啟閉機(jī)繩孔固定式防塵擋板（圖1）不便于現(xiàn)場運(yùn)行操作人員觀察閘門運(yùn)行狀況，存在一定的安全隱患，而且運(yùn)行時(shí)常有鋼絲繩上的灰塵或油污脫落、污染地面，同時(shí)每年汛前鋼絲繩保養(yǎng)時(shí)需要拆除該裝置，需要人工挪開和封閉，工作勞動(dòng)強(qiáng)度大且工作效率低，給工程管理造成不便［4-5］。針對(duì)工程運(yùn)行中存在的不足，秦淮河水利工程管理處經(jīng)過充分研究和多次實(shí)踐，進(jìn)行卷揚(yáng)式啟閉機(jī)底部繩孔封閉裝置設(shè)計(jì)和實(shí)施，改造后繩孔自動(dòng)封閉裝置取代了原先的人工固定式封板，將新工藝、新技術(shù)真正用于工程日常管理之中，提高了樞紐工程的安全系數(shù)，保障了工程效益的充分發(fā)揮。

圖1 啟閉機(jī)繩孔固定式防塵擋板結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

卷揚(yáng)式啟閉機(jī)繩孔自動(dòng)封閉系統(tǒng)由自動(dòng)封閉裝置、可移動(dòng)天窗、鋼絲繩、接油盤等組成，自動(dòng)封閉裝置由滑軌、滑塊、電機(jī)組成，可移動(dòng)天窗由固定扇、移動(dòng)扇、封條組成。

3.1.1 可移動(dòng)天窗設(shè)計(jì)

將啟閉機(jī)傳統(tǒng)的固定式防塵封板改為可移動(dòng)天窗，在鋼絲繩上下游分別安裝1 扇可移動(dòng)天窗，可移動(dòng)天窗由固定扇、移動(dòng)扇和封條組成（圖2）。啟閉機(jī)底板兩端設(shè)置有固定扇，固定扇之間設(shè)置有移動(dòng)扇，移動(dòng)扇上設(shè)置有觀察窗，2個(gè)移動(dòng)扇連接處均設(shè)置有密封條。固定扇和移動(dòng)扇均為不銹鋼面板制成，在第一移動(dòng)扇上設(shè)置有觀察窗，觀察窗由鋼化玻璃制成。閘門啟閉時(shí)能夠通過觀察窗清晰的實(shí)時(shí)觀察到閘門運(yùn)動(dòng)以及水面的情況，更好地對(duì)裝置進(jìn)行控制以及根據(jù)水面的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖2 可移動(dòng)天窗結(jié)構(gòu)示意

3.1.2 自動(dòng)封閉裝置設(shè)計(jì)

自動(dòng)封閉裝置（圖3）由滑軌、滑塊、電機(jī)、移動(dòng)天窗組成，利用原來的封板支架安裝活動(dòng)式啟閉器，用2 個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（BKS-02）分別控制移動(dòng)天窗，帶動(dòng)滑塊滑軌上的移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)扇與固定扇的相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)天窗自動(dòng)開啟和閉合的功能。在每個(gè)封閉裝置配備1 個(gè)控制器，安裝在封閉裝置旁，可以通過控制器上的開、關(guān)、停按鈕來實(shí)現(xiàn)天窗的自動(dòng)啟閉。

圖3 自動(dòng)封閉裝置結(jié)構(gòu)示意

3.1.3 鋼絲繩封閉部分設(shè)計(jì)

卷揚(yáng)式啟閉機(jī)機(jī)架下方鋼絲繩出繩時(shí)會(huì)在水平方向不斷發(fā)生位移，需要較大的水平位移區(qū)域；工程停止運(yùn)行時(shí)需要保證灰塵及小動(dòng)物等不能通過繩孔進(jìn)入啟閉機(jī)房，基于這兩方面需求的考慮，在2個(gè)移動(dòng)扇的連接處均設(shè)置密封條。密封條材質(zhì)為三元乙丙橡膠條，膠條切割成10 cm 的條狀（圖4），不僅可以在啟閉機(jī)關(guān)閉的時(shí)候在接口處起到更好的封閉作用，防止灰塵等進(jìn)入，而且能夠滿足鋼絲繩在不同位置的功能。移動(dòng)天窗下方設(shè)置有接油盤，通過設(shè)置接油盤，可以承接鋼絲繩上落下的油漬和灰塵，防止油漬對(duì)于設(shè)備的污染，造成后續(xù)難以清掃等問題。

圖4 鋼絲繩封閉部分結(jié)構(gòu)示意

3.2 電氣控制部分設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)式啟閉機(jī)底板繩孔封閉裝置同開閘門的聯(lián)動(dòng)，采用閘門開度荷載儀實(shí)時(shí)采集閘門啟閉高度。當(dāng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至聯(lián)動(dòng)，閘門的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至遠(yuǎn)方時(shí)，通過微機(jī)PLC 顯示器顯示信息，鍵盤操作，繩孔封閉裝置全開，閘門根據(jù)指令開啟或關(guān)閉，其原理見圖5。

圖5 電氣控制部分結(jié)構(gòu)示意

控制部分電路在裝置內(nèi)與閘門控制器火線連接，當(dāng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至聯(lián)動(dòng)時(shí)，閘門無論是現(xiàn)場控制還是遠(yuǎn)程控制，只要將閘門的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至現(xiàn)場或遠(yuǎn)方時(shí)，封閉裝置會(huì)自動(dòng)打開，當(dāng)閘門操作完畢后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥回切除時(shí)，封閉裝置會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。每次閘門運(yùn)行時(shí)，必須先將繩孔封閉裝置打開至全開位置，否則閘門無法操作。若封閉裝置限位損壞，可以將封閉裝置全開限位繼電器強(qiáng)制接通來實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉。

4 結(jié) 語

卷揚(yáng)式啟閉機(jī)繩孔自動(dòng)封閉系統(tǒng)采用可移動(dòng)天窗代替固定式防塵擋板，利用原來的封板支架安裝活動(dòng)式啟閉器，在2 扇移動(dòng)扇連接處安裝三元乙丙橡膠條，在下方設(shè)置接油盤，并將裝置與閘門啟閉控制電路有效連接，實(shí)現(xiàn)了在閘門運(yùn)行時(shí)封閉裝置能自動(dòng)開啟，閘門在到達(dá)上下限位和停止時(shí)能自動(dòng)閉合的功能，不僅在閘門運(yùn)行時(shí)確保運(yùn)行人員可以實(shí)時(shí)觀察閘門運(yùn)動(dòng)以及水面的情況，更好地對(duì)裝置進(jìn)行控制以及根據(jù)水面的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且在平時(shí)閘門不使用的時(shí)候底板能夠及時(shí)閉合，有效防止灰塵及動(dòng)物等進(jìn)入啟閉機(jī)房，延長了整體設(shè)備的使用壽命，確保工程運(yùn)行安全。

該裝置施工簡單，使用可靠，故障率低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適用于各種閘門型式的卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，尤其適用于直升式弧形閘門、下臥式弧形閘門等出繩方向隨起升高度不斷發(fā)生變化的卷揚(yáng)式啟閉機(jī)。當(dāng)水閘每年定期進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)時(shí)，該裝置可自動(dòng)啟閉，便于鋼絲繩日常保養(yǎng)，可節(jié)省大量人力物力，便于保持啟閉機(jī)房的干凈。該裝置日常維護(hù)工作量小，維修保養(yǎng)費(fèi)用低，性價(jià)比高，維護(hù)方便，具有一定的推廣價(jià)值。