多节浮箱式检修闸门防渗自动控制装置研究

（灌南河道管理局 宿迁 223800 淮河工程集团有限公司宿迁分公司 宿迁 223800嶂山闸管理局 宿迁 223800 宿迁水利枢纽管理局 宿迁 223800）

1 研究背景

检修闸门是指供工作闸或水工建筑物的某一部位或设备需要检修时用以临时挡水的闸门。每年汛前，水闸管理单位需要放下检修闸门挡水防渗，以进行工作闸门检查、试车和维修等，工作闸桥上设置钢制轨道，便于移动检修工作闸门。目前，检修闸门防渗主要采用的措施有：（1）水泥檩条裹棉胎堵较严重的缺口；（2）采用水泥檩条压不透水彩条布；（3）在检修闸门前刷粉煤灰，用水流吸粉煤灰小颗粒堵漏；（4）采用潜水员潜水用胶棉或焊接堵漏。采用以上方法存在一些问题：前期准备时间过长，实施过程中需要大量人力、物力；堵漏效果不明显；粉煤灰对水体有较大污染，不可重复利用；采用潜水员堵漏安全性差，操作十分复杂，费用较高。笔者在从事大型水闸运行、管理和维护过程中，长期致力于水闸工程机械化、现代化和智能化发展，根据水闸工程管理需要，尤其是闸门常规检查、维修和养护干地条件的需要，研究发明多节浮箱式检修闸门防渗自动控制装置，以供读者探讨。

2 研究内容和方案

2.1 研究内容

针对背景提出的工程需要和现有产品技术不足，提出产品研究方向：应用自动控制技术给多层帷幕充水加压，使一体式防渗帷幕立体铺展在检修闸门前，解决检修闸门渗水、射水问题，要求该产品可多次使用，便于回收，自动化程度高，最终研究小组结合工程需要，研究设计出一种多节浮箱式检修闸门防渗自动控制装置。

2.2 研究方案

多节浮箱式检修闸门防渗自动控制装置包括防渗帷幕自动装置和多功能轨道吊车（如图1）。防渗帷幕自动装置包括防渗帷幕和防渗帷幕架，防渗帷幕有若干层，通过卷轴固定在防渗帷幕架内，卷轴由电机驱动，控制防渗帷幕的卷曲或舒展；防渗帷幕的底端依次设有充水装置、超声波水下测距仪、投入式液位计、开度仪和放水阀门，充水装置用于对防渗帷幕层间充水，放水阀门用于防渗帷幕层间放水；超声波水下测距仪用于检测防渗帷幕底部与闸室底板的距离；开度仪和投入式液位计分别测量计算防渗帷幕下降长度和防渗帷幕内水高；多功能轨道吊车包括门机架、起升机构、行走机构和转换机构，行走机构和转换机构设在多功能轨道吊车的底部，门机架用于固定起升机构，起升机构用于拉动防渗帷幕自动装置，行走机构和转换机构设在多功能轨道吊车的底部，用于驱动多功能轨道吊车和转换其轨道。

3 装置的实现过程

防渗帷幕架由多功能轨道吊车放在检修闸门正上方工作桥桥面上，也可以用多功能轨道吊车吊在检修闸门正上方，利用防渗帷幕架上电动机带动卷轴旋转收放防渗帷幕，采用PLC控制系统控制设置参数或手动操作方式使防渗帷幕完全铺展在检修闸门前有效挡水防渗。另外，多功能轨道吊车可以通过非轨道道路从水闸仓库中吊出防水帷幕自动装置。

图1 多节浮箱式检修闸门防渗自动控制装置图

多功能轨道吊车在非轨道路面移动时，电机转轴带动橡胶转轮行走，至水闸工作桥上。水闸工作桥上设有钢制轨道，当非轨道路面移动到钢制轨道时，控制油压千斤顶上升，抬起多功能轨道吊车，抬起的高度使钢制转轮的高度稍高于轨道的高度，这时旋转转轴，可旋转转轴向钢制轨道所在的方向旋转180°，使钢制转轮全部放至钢制轨道，然后加固式电动机再驱动电机转轴运动，多功能轨道吊车在钢制轨道上前进或者后退。多功能轨道吊车行驶至检修闸门上方，启动防水帷幕自动装置，或者将防渗帷幕自动控制装置放下检修闸门正前方，电动机转动带动卷轴转动，将防渗帷幕缓缓放入检修闸门前水中，放入水下几米后，超声波水下测距仪自动测量防渗帷幕底部至闸底板距离，同时开度仪和投入式液位计分别测量计算出防渗帷幕入水深度和防渗帷幕内水位。刚启动时，PLC自动控制装置开始按程序工作，水下电磁阀门先是关闭状态，干式潜水泵按程序要求启动开始充水，当防渗帷幕底部平放至闸底板上后，且防渗帷幕最外层充水水位达到设计高度，干式潜水泵自动停止，防渗帷幕受内部水压作用，全部伸展在检修闸门和闸墩上，整体充水加压防渗帷幕有效的阻挡了检修闸门的射水、渗水，期间自动控制装置持续监测工作状态自动充水，保持预设置压力。维修养护工作结束后，自动控制装置启动自动关闭程序，电磁阀门快速放水，同时防渗帷幕自动匀速回收，防渗帷幕加上高速风扇迅速吹掉防渗帷幕外侧水渍，整套系统回收后，再经原路返回设备仓库中。

4 研究成果及效益

防渗帷幕采用三层不透水幕布，外层帷幕充水加压，使靠近检修闸门里层的帷幕紧贴住检修闸门，两侧与闸墩接触面挡住边缘射水，有效解决检修闸的U型面渗水和射水；防渗帷幕自动控制装置能自动检测水深、水压及设备下降高度，模块设计，PLC控制，自动化程度高；多功能轨道吊车通过转换装置可以在轨道及非轨道路面行驶，突破道路条件限制。该装置已经在多个水闸管理单位试运行，操作方便，维修成本低，节约水闸维修养护成本，效果较好，推广应用前景较好。

5 发展趋势及展望

绿水青山就是金山银山，水闸工程正向园林化、风景化和景观化发展，以满足人民对美好生活和需求，作为水闸工程中重要的、核心的机械设备及产品也向集成化、自动化和网络化方向发展，高效性、稳定性和精准性的机械设备产品将得到进一步的应用和发展，以满足水闸运行管理维修等各方面需要■