江西界牌航电枢纽船闸4#人字门下沉原因分析及处理

王佳明

摘要：介绍界牌航电枢纽船闸4#人字门运行中下沉4cm原因分析及处理过程，以提高运行检修人员的运维水平，保证船闸的安全稳定运行。

關键词：船闸人字门下沉；顶升；原因分析；处理措施

引言：

江西界牌航电枢纽船闸于1992年11月开工建设，1997年6月金结工程安装完工，设计单向通航能力为580万吨。枢纽自投产至今，经过近二十年的运行，大部分设备陈旧老化，故障率较高，存在诸多问题和安全隐患。

一、船闸4#人字门下沉4cm原因分析

界牌航电枢纽船闸于2016年2月份运行中突然发现下游3#、4#人字门关闭后，两扇门对比4#人字门整体要比3#门下沉约4cm。

通过查找图纸分析，造成上述情况的会有以下几种原因：1、底枢轴承台基础沉降，造成人字门整体下沉；2、底枢轴承座衬垫爆裂脱落，导致门体整体下沉；3、底枢蘑菇头下的调整垫板脱落，导致门体下沉。

就目前的人字门下沉状态，为尽快查明具体原因并做处理，保证船闸安全运行，需对船闸进行检修排水，4#人字门顶升起来对底枢装置进行检查处理。

二、人字门顶升技术措施

1、人字门顶升方案确定

在检修工况下，将下闸首人字门开启至与全开位置成16度角位置进行检修，在这一位置上，底枢在门叶左右空间位置分配较均匀，便于检修操作，同时，门叶离闸墙较近，便于固定，在检修前，需将顶枢拉杆两端水平轴线偏差，门叶正面、侧面垂直度等有关参数原始数据测量、记录作为检修后重新调整门叶的依据。

顶门高度：据图纸底枢轴承座与蘑菇头的配合尺寸，拟将门叶顶高200mm左右。千斤顶布置如下图：

据门体结构在（1）、（2）、（3）、（4）、处安放四个50吨螺旋千斤顶，负责顶升及复位，千斤顶的位置为底板高程，即（1）、（2）千斤顶距门叶旋转中心 2044mm，（3）、（4）千斤顶距门叶旋转中心 6922mm；（5）处安放50吨螺旋千斤顶一个，跟踪门体上升或下降，起安全保护作用。

2 人字门顶升及复位施工步骤

2.1、准备工作：

1）设备、工器具、材料到位；

2）对现场所有参与施工的人员进行安全、技术交底，做到每个人员都熟悉施工流程、危险源识别及安全防范措施。

3）门体正面、侧面垂直度的测量；

测量方法：在门体上引四条钢琴线（门体正面两端，外侧面两端），测量检修前的原始数据。其中两条用于测量门体正面的垂直数据，两条用于测量门体侧面的垂直数据。可用DN25镀锌钢管作为防风管套住钢琴线，再将钢琴线上的重锤置于油桶中。

4）顶枢拉杆两端水平轴线偏差测量；

5）门体有水、无水状态跳动量测量；

6）千斤顶的检验；

7）人员布置、安全防护配置情况等。

2.2、人字门加固防护布置

在顶起门叶之前，需要对门叶进行安全可靠的固定措施，然后才能拆除门体的连接，在解除这些原有对门叶的约束的时候，一定要采取严密的监视措施，一经发现门叶有倾斜等现象，即实施可行的加固保护方案。

以在底板▽15.4高程作为顶门支承点，制作13个高度不一的箱形支座作为千斤顶支座和垫紧门叶垫板。其中8个支座用于顶门叶，4个支墩用于换支座时顶住门叶，1个保护支墩用于50吨螺旋千斤顶。

1）将人字门开到16度位置，关闭液压系统操作电源。

2）在船闸启闭机闸首位置闸墙上安装4条Φ100mm的支撑管（10mm厚无缝钢管），支撑管端面焊接2块200*200*20mm的铁板，与闸墙连接一端钻好4个M16螺丝孔。用膨胀螺丝将支撑管固定在墙体上，另一端顶住闸门，在与闸门顶升的滑动轨迹上焊接一块300*100mm的铁板，该板与支撑杆相对滑动，顶升时抹上黄油。

3）在人字门门体顶部边梁用20mm厚的铁板制作焊接两个吊耳，在闸闸墙上用6个M20*200的膨胀螺丝固定两个吊耳基础板。用于挂手拉葫芦。

4）用两个10吨手拉葫芦将闸门拉住防止其向外倾倒。（如图）

人字门顶升加固示意图

2.3、人字门顶升监测布置

1）在人字门底部对称焊接4个受力板，采用30mm厚的钢板制作，用于千斤顶抬起受力点。

2）制作4个钢支墩，放置在人字门底部，用于架设千斤顶。

3）门叶顶门千斤顶的位置布置在门叶的筋板位置，为了使门叶在顶起过程中不产生局部变形，在门叶内部（门叶下主梁腹部）用I25工字钢对门叶进行井形加固，焊接时应特别注意焊接工艺，防止由于焊接而引起门叶的变形。（如下图所示）

（人字门顶升加固图）

4）在安装千斤顶位置布置4个百分表，用于监测4个点受力的情况。

5）千斤顶支板位置放五把吸尺，最小刻度毫米。为用于监视门叶在上升过程中是否保持一致；顶起过程中严密监视各吸尺读数差值及垂线上、下读数差值的变化，各吸尺读数差值不超过2mm，垂线上、下读数差值不超过5mm，门叶每顶起100mm后放入一个支墩，直至把门叶顶高至蘑菇头能取出为止。

6）门体上引四条钢琴线用于监视门体的倾斜情况（其中两条用于测量门体正面的垂直度，两条用于测量门体侧面的垂直度），为防止钢琴线摆动，可用DN25钢管作为防风管套住钢琴线，再将钢琴线上的重锤置于油桶中。

2.4、人字门连接拆除

1）底部4个千斤顶同时顶起至刚好受力，监测各个百分表的读数刚好开始有变化，说明此时千斤顶已受力。

2）手拉葫芦也收紧至刚好受力。

3）拆除门叶与顶枢轴、拉杆螺栓的连接，门轴与液压杆的连接等，使人字门在垂直方向脱离束缚。各部件拆除前做好记号，利于回装。

2.5、门体试重

1）逐一检查各顶门前就位及安全工作后，将1#、2#、3#、4#千斤顶顶起至各个顶均受力到门体的1/4重量时停止顶升。

2）检查各支撑座、门体受力部位焊接变形、支撑座的水平、固门措施、千斤顶状况、各表及垂线情况，作好记录。如无异常方可开始闸门顶升

2.6、人字门顶升

1）底部用4个50吨千斤顶同时受力，5#千斤顶跟踪门体上升，起安全保护作用。慢慢将闸门顶起至可拆除蘑菇头、底枢轴承座的高度。在顶起的过程中，严密监测各吸尺、百分表读数差值及垂线上、下读数差值的变化，各吸尺读数差值不超过2mm，垂线上、下读数差值不超过5mm。且随时检查边墙顶部外侧的手拉葫芦受力情况，以保持向上滑动的一致性。

2）人字闸门顶起至满足要求的高度后，用钢支墩垫住加固，安全保护措施到位，然后进行底枢装置的检查处理。

三、查明人字门下沉原因及处理方法

4#人字门顶升后发现，下沉4cm的原因和开始分析的第三种情况一致，是由于底枢蘑菇头下的调整垫板固定螺丝被剪断，人字门经过长期运行将调整垫摩擦挤出槽外导致门体整体下沉。通过对调整垫的固定结构检查分析，调整垫固定螺栓为5个M16的螺栓，抗剪力不够，为增加调整垫板的牢固性，确保不再出现类似情况，回装后将调整垫与底枢轴承台段焊焊接（采用507焊条）以增加其牢固性，确保人字门的安全运行。

底枢装置处理完成后，人字门复位将按照安装时测量的门体正面、侧面垂直度及顶枢连杆中心距离的有关数据作为基准，门叶检修后再测量门体正面、侧面垂直度及顶枢连杆中心距离，调整门叶，使检修后与安装时的测量数据相同。然后按DL/T5018-2004的有关要求和图纸要求对人字门进行全面调试，主要检查门轴柱支枕垫的接触情况和间隙、门叶全行程跳动度等有关数据符合要求。

四、人字门下沉处理后运行情况

界牌航电枢纽船闸4#人字门下沉处理后，经过1年多的运行检验，运行状况良好，各项检测数据都符合设计要求。证明该处理方法是成功的。

（作者单位：广东省源天工程有限公司）