深圳前海桂庙渠水系截污工程闸门设计及启闭机制造与安装

2017-01-11陈会城

水利技术监督 2016年5期

关键词：螺杆式吊耳吊点

陈会城

(深圳市广汇源水利建筑工程有限公司，广东深圳 518020)

深圳前海桂庙渠水系截污工程闸门设计及启闭机制造与安装

陈会城

(深圳市广汇源水利建筑工程有限公司，广东深圳 518020)

本文以实际工程为例,对前海港截污工程闸门的设计、闸门启闭机的制作和安装进行了探讨,并对闸门启闭机安装过程中的注意事项进行了详细介绍,闸门安装完成后,一次性试车成功,取得了良好的施工效果。

深圳前海桂庙渠水系;截污工程;闸门启闭机;制造;安装

1 前海港截污工程闸门的设计

前海深港现代服务业合作区地处珠江口东岸，由双界河、宝安大道、月亮湾大道、妈湾大道及西部岸线合围而成，面积为14.91km2，环状水廊建成之前，现状关口渠、桂庙渠流域、郑宝坑渠排污直接排放到十二号明渠，然后经桂庙路明渠排入到大铲湾，导致现状河道水体黑臭，需要对此渠道进行旱季漏排污水的临时截污。桂庙渠截污闸设计为10孔，规格为3m*3.2m。选用手电两用启闭机。闸门结构如图1所示。由于闸门所处环境具有腐蚀性，所以钢结构选用Q 235耐候钢，柱与梁连接时，梁翼缘和柱翼缘使用全熔透坡口焊接，杆件和节点板使用两面侧焊进行焊接。

图1 闸门结构

2 手电两用螺杆式双吊点启闭机的组成

手电两用螺杆式双吊点主要由齿轮箱、电动机、机座、螺杆、摇把、中间传动轴等部件构成，具有封闭、机体个体小、结构简单、管理养护便利、使用可靠性佳等优点，螺母和螺杆具有自锁的效果，闸门可以在任何位置停留，并且不会自行滑落，具有较高的安全性。在安装过程中螺杆的上端支持在承重螺母中，下端和闸门顶部吊耳相铰接，电动机通过皮带将涡轮带动，承重螺母和蜗轮平键联结后带动螺母转动，使螺杆和闸门一起下降和上升［1］。在污水截污工程中，启闭机是水闸的主要构成部分，安装质量对启闭机的正常使用以及闸门的寿命、效果等都有比较大的影响。因此在施工过程中，需要精心组织，以保证安装质量。

3 启闭机的制造

(1)选择和检验毛坯。一般在制作闸门及启闭机时，会选择大型的铸造件和锻压件。如果选择的毛坯件不合理，会使水工闸门和启闭机的强度受到影响，因此，在制造启闭机时，要对铸造件的质量进行检查，严格按照相关要求控制工件的尺寸和外形，以达到设计要求。其次，要对毛坯件的残余应力进行检测，尽量降低工件加工变形，测试关键位置，保证工件的可加工性。对毛坯件的强度进行检测，对于要求比较高的工件毛坯，要选取标准块开展测试工作。保证其质量达到使用要求。

(2)焊接。在施焊时，使用钢尺、水准仪、粉线等工具观测闸门门体的变形情况。及时对焊接前后出现的收缩变形情况进行补救，将闸门的变形控制在合理范围内。完成门体焊接后，参考 D L/ T 5018-94规范检验，不达标的位置要进行矫正，确保其达到规范要求。堆放闸门制造成品时，要进行调平并垫好支腿。为了防止堆放闸门时释放的内应力使闸门变形，支腿要在腹板翼缘板处对称放置。

(3)在制造启闭机和闸门时，要按照规定流程施工。尽可能使用稳定性佳的加工设备，对加工情况进行检验，遇到问题时，要找出原因，避免出现加工问题。根据图纸要求，结合材料的特点、环境气温情况、门体焊缝结构等数据确定合理的施工流程。

4 闸门启闭机的安装技术

在安装闸门启闭机之前，首先将闸门固定好，然后进行焊接预埋件和主闸框、二期混凝土的浇筑施工。完成以上工作以后，即可进行启闭机的安装。施工工序如下:

(1)安装前检查。①检查建筑物。检查混凝土排架、机架台是否满足设计的强度要求，检查机架台的高程，使启闭机平台处于水平状态下，并且要求水平偏差在0.5c m以内，查看机架台中预埋铁件的牢固性。②检查设备。在安装启闭机之前，要查看闸门的安装质量、查看启闭机结构件以及主要零件的材质证明文件、检查产品的出厂试验报告、检查制作安装图、竣工样图，清理干净启闭机轴衬、齿轮转动处的铁屑、油污和灰尘［2］。施工前，将所有的仪表和测量工具送至计量管理单位进行检测。

(2)确定中心线。每一个闸门上都布置2个吊耳，并将吊耳内销轴中心线作为吊点的中心线。将闸门吊点中心线在两侧排架柱上确定出来，然后再从排架柱上返回到位于上部的机架台上，并弹出墨线标识清楚。

(3)确定控制线。将吊点的中心线作为依据，在机架台上向另一侧弹出一条控制线，控制线和吊点中心线都是安装轴线和测量高程的基准点，要符合牢固、明显、使用方便的基本要求。

(4)初步确定启闭机的位置。启闭机使用汽车起重吊吊起，然后将启闭机下降到机架台上，当机架台中螺杆预留孔和启闭机对正以后，将起重机吊钩松开。

(5)螺杆的安装。启闭机就位后，使用起重机将螺杆吊起，然后在螺杆上套一个限位盘，把螺杆从横梁的下方旋入到启闭机中，当螺杆从启闭机的上部出来以后，再将上限位盘套上。使用销轴将螺杆的下部和吊耳连接起来。

(6)确定螺杆中心线。启闭机此时已经将一部分吊点中心线覆盖住，因此要将旁侧控制线作为参考，将螺杆中心线保持在吊点中心线上。要求闸门和螺杆连接的垂直误差控制在0.5m m以内。可以使闸门吊点中心位置和螺杆中心保持在同一个铅垂线上。将吊耳和螺杆中心连接固定好，此工序在保证闸门安全使用方面具有重要意义。

(7)传动轴中心线定位。因为手摇轴和启闭机传动轴的位置左右对称，所以需要在同一个闸门2台启闭机单机手摇轴上进行挂线。2台单机一共有4个点，利用微动启闭机使这4个点保持在一条直线上，如此就可以使2台蜗杆轴中心保持相同，从而使2台启闭机同时运行，使闸门安全运行，提升启闭机的运行效率。

(8)启闭机定位。使用水准仪对2台单机机座的高程进行测量，将较高的一个基座作为基准，然后使用铁件将另一个比较低的铁件垫起来，使2个单机机座的地面保持在相同的平面上，使连杆和转动轴保持水平［3］。由于启闭机平台水平误差比较小，所以此工序可以使螺杆上移和下移位置保持在合理范围内。完成定位后，要进行复查，保证螺杆启闭机机座的横向、纵向中心线和闸门吊耳位置和测量到的起吊中心线的误差控制在2c m以内，高程误差控制在5c m以内。螺杆和闸门之间的垂直误差要控制在0.5m m以内，然后才可以进行下一工序的施工。

(9)固定启闭机及安装传动轴。因为在浇筑过程中，机架台中按启闭机基座螺孔尺寸预埋的螺栓很容易发生位移，因此，在进行吊装之前要使用螺栓在机座底部将铁板固定好，机架台预埋件和铁板进行焊接，保证基础板和机座可以紧密连接。要求任何位置的间隙都保持在0.3m m以内。摇动启闭机，然后对螺杆的高低位置进行调整，使吊耳上部和销轴可以紧贴在一起，不允许有空隙出现。在安装传动轴时，一端接法兰，一端插入单机，法兰和另一侧的单机连接好。

(10)安装高度计。螺杆要和高度计齿轮啮合，并利用螺杆将高度计在机盖上固定。人工对下限高度值和上限高度值进行调整。当闸门开启或者关闭到上限值时，高度计会自动将电机的电源切断，避免启闭机顶从机架台脱离［4］。在运行到下限位置后，电源也会自动切断，避免螺杆被顶弯，要求闸门下降和上升到限制位置后的误差控制在1c m以内。在达到设定的工程下限值10c m时，转为人工摇动启闭机，使闸门可以顺利落到设计位置。

(11)启闭机试运行。按照要求安装好电器设备后，先采用手摇的方式启动几次，然后查看各个位置是否存在问题，在符合规定后进行带电试运行。主要需要进行无荷载试验和荷载试验［5］。①无荷载试验。将螺杆作为2个行程，检查是否存在异常的声响，并查看安装质量是否达到了技术要求。在启闭机没有荷载的情况下，要保证三相电流不平衡控制在10%以内，并将电流值测量出来。②荷载试验。在进行荷载试验时，分别做2个行程来检查闸门和螺杆的运行情况。在进行试验检查时，要求手摇部分可以灵活转动，不存在卡阻的情况。要求传动零件可以稳定运行，上下行程的开关要可靠、灵敏，不能出现漏油、发热、无异常声音等情况。对于高度显示和装有超载保护装置的螺杆启闭机，要对接收、发送装置进行测试，要求指示准确、动作灵敏、可靠安全，对于双吊点启闭机，要测试2个螺杆的同步运行情况，使2个螺杆保持在同一升降行程内。检查电机电流的平衡性以及电机运行的平稳性。

5 安装过程中的注意事项

(1)要保证安装的准确性。在安装过程中，螺杆式启闭机的螺杆中心要和闸门门顶吊耳的中心吻合［6］，只有这样才可以保证螺杆升降过程中不会出现卡阻的情况。尤其是2台螺杆启闭机关联时，要保证2根螺杆中心线都和闸门2个吊耳轴的中心对好，以免影响启闭机的正常启闭。螺杆长度过大需要设置中间支撑时，要保证支撑的位置安装准确，并经常对中间支撑进行检查，做好润滑工作［7］。

(2)要避免螺杆出现弯曲。在使用过程中，由于螺杆式启闭机很容易出现弯曲的情况，当操作不当造成螺杆被压弯时，要立即卸下螺杆并进行矫正。要提高操作人员的责任感，并在螺杆螺纹闸门行程顶端固定限位螺母，避免在螺杆操作过程中被压弯［8］。要安装牢固，螺杆式启闭机底座螺栓的埋深要达到要求，然后将底脚螺栓的端部做成弯钩和开脚进行固定。

(3)要做好定期维护。定期检查螺杆启闭机，将螺杆启闭机的污垢清除干净，并进行润滑处理。发现故障，要立即修理。定期将机油润滑剂灌入到螺杆式启闭机机体注油孔中，使用黄油涂抹在螺杆螺纹段，以免产生锈渍。