水文纜道的布設型式改進

□劉紅廣 □王俊偉（河南省平頂山水文水資源勘測局）

□劉煥陽（河南省漯河水文水資源勘測局）

水文纜道是無需涉水，就可以對流量、含沙量進行測驗的一種水文測驗設施，對測驗人員有較高的安全性，具有精度高、效率高、適應強、檢修方便等優點，是水文測驗最重要的也是必不可少的基礎設施和技術裝備。

1.纜道的基本布置型式

習慣上，把牽引索在行車上形成封閉的稱為“閉口式”，否則，稱為“開口式”。因閉口式游輪纜道僅適用于洪水水位變化較小，兩岸地勢較高的河道，所以河南省水文纜道大多采用開口式。

2.省力布設基本型式

如果跨度大，鉛魚較重時，必須考慮省力。目前，主要采用滑輪組減速省力和平衡錘省力兩種布設型式，但這兩種省力型式各有利弊。

2.1 滑輪組減速省力布設型式

采用滑輪組型式可以省力，而且滑輪組可以調節鉛魚的升降速度。因絞車轉速較快，不適用定點測流的要求時，需要降低鉛魚的升降速度。其基本型式如圖1所示。升降鉛魚的起重拉力:T≈2p/n（P為鉛魚重量，n為滑輪組上走線根數）。

圖1 開口式游輪纜道滑輪組省力、減速布設示意圖

這種布設型式的優點是：有較大承受超設計荷載的能力，當鉛魚掛到水草或漂浮物時，可以強行將鉛魚提起，不會出現牽引索在絞車驅動輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現象。基于此優點，在河南省許多水文纜道改造中，把原來采用平衡錘省力型式的纜道改為此型式纜道。但也存在省力與起重卷筒大小之間的矛盾問題。如果為了省力，滑輪組上走線根數就得多，起重卷筒就必須做大，否則將造成鋼絲繩在卷筒上多層纏繞，鋼絲繩容易擠擦磨傷。如果滑輪組上走線根數少，起重拉力大，手動操作困難。

2.2 平衡錘省力布設型式

采用平衡錘省力布設型式可以大大減少起重拉力，手動方便，河南省早期建設的纜道大多采用此種型式。其基本型式如圖2所示。

圖2 開口式游輪纜道平衡錘省力布設示意圖

此種布設型式的優缺點和滑輪組省力布設型式相反，省力但容易出現牽引索在絞車驅動輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現象，不適應有水草和漂浮物情況測流。

3.設計改進原因

由于搶測洪水一般是在暴雨等惡劣天氣下進行，電力等設施容易出現問題而停電，而且許多水文測站地處偏遠農村，電力設施保障率不高，經常出現停電現象，因此，纜道設計必須考慮手動操作。漂浮物和水草在洪水期出現是很正常的，起重拉力必須足夠大，當鉛魚掛到水草或漂浮物時，可以強行將鉛魚提起，不會出現牽引索在絞車驅動輪上“打滑”，提升不了鉛魚的現象。滑輪組減速省力布設型式，如果滑輪組上走線根數少，起重拉力大，手動操作就困難。有一測站，停電后，采用手動操作（手動狀態下，沒有自鎖），險些出現絞把傷人事故。而平衡錘省力布設型式，當鉛魚掛到水草或漂浮物時，不能強行將鉛魚提起，造成水草和漂浮物越掛越多，最終把鋼絲繩拉斷，甚者把鋼架拉等現象。

4.改進設計

為克服以上問題，讓纜道測驗具有更強的適應性，在停電和有漂浮物情況下正常測驗，對燕山水文站現行的滑輪組省力布設型式進行了改造，其基本型式如圖3所示。在游輪下方加了重量約小于2倍鉛魚重量的平衡錘（我們改造采用0.9×2P），在滿足減速要求的情況下，滑輪組上走線根數就能適當減少。改造后，不會出現牽引索在絞車驅動輪上“打滑”，當鉛魚掛到水草或漂浮物時，可以強行將鉛魚提起，而且停電后，一個人可以輕松手動操作。

圖3 開口式游輪纜道改造后省力布設示意圖

5.結語

改造后的纜道省力布設型式，具有較強的適應性，操作方便，性能穩定，提高了纜道設施和測驗人員安全保障，有效地減輕測驗人員勞動強度，具有一定的經濟效益和社會效益，值得推廣應用。