深圳前海桂廟渠水系截污工程閘門設計及啟閉機制造與安裝

陳會城

(深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司，廣東 深圳 518020)

深圳前海桂廟渠水系截污工程閘門設計及啟閉機制造與安裝

陳會城

(深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司，廣東 深圳 518020)

本文以實際工程為例,對前海港截污工程閘門的設計、閘門啟閉機的制作和安裝進行了探討,并對閘門啟閉機安裝過程中的注意事項進行了詳細介紹,閘門安裝完成后,一次性試車成功,取得了良好的施工效果。

深圳前海桂廟渠水系;截污工程;閘門啟閉機;制造;安裝

1 前海港截污工程閘門的設計

前海深港現代服務業合作區地處珠江口東岸，由雙界河、寶安大道、月亮灣大道、媽灣大道及西部岸線合圍而成，面積為14.91km2，環狀水廊建成之前，現狀關口渠、桂廟渠流域、鄭寶坑渠排污直接排放到十二號明渠，然后經桂廟路明渠排入到大鏟灣，導致現狀河道水體黑臭，需要對此渠道進行旱季漏排污水的臨時截污。桂廟渠截污閘設計為10孔，規格為3m*3.2m。選用手電兩用啟閉機。閘門結構如圖1所示。由于閘門所處環境具有腐蝕性，所以鋼結構選用Q 235耐候鋼，柱與梁連接時，梁翼緣和柱翼緣使用全熔透坡口焊接，桿件和節點板使用兩面側焊進行焊接。

圖1 閘門結構

2 手電兩用螺桿式雙吊點啟閉機的組成

手電兩用螺桿式雙吊點主要由齒輪箱、電動機、機座、螺桿、搖把、中間傳動軸等部件構成，具有封閉、機體個體小、結構簡單、管理養護便利、使用可靠性佳等優點，螺母和螺桿具有自鎖的效果，閘門可以在任何位置停留，并且不會自行滑落，具有較高的安全性。在安裝過程中螺桿的上端支持在承重螺母中，下端和閘門頂部吊耳相鉸接，電動機通過皮帶將渦輪帶動，承重螺母和蝸輪平鍵聯結后帶動螺母轉動，使螺桿和閘門一起下降和上升［1］。在污水截污工程中，啟閉機是水閘的主要構成部分，安裝質量對啟閉機的正常使用以及閘門的壽命、效果等都有比較大的影響。因此在施工過程中，需要精心組織，以保證安裝質量。

3 啟閉機的制造

(1)選擇和檢驗毛坯。一般在制作閘門及啟閉機時，會選擇大型的鑄造件和鍛壓件。如果選擇的毛坯件不合理，會使水工閘門和啟閉機的強度受到影響，因此，在制造啟閉機時，要對鑄造件的質量進行檢查，嚴格按照相關要求控制工件的尺寸和外形，以達到設計要求。其次，要對毛坯件的殘余應力進行檢測，盡量降低工件加工變形，測試關鍵位置，保證工件的可加工性。對毛坯件的強度進行檢測，對于要求比較高的工件毛坯，要選取標準塊開展測試工作。保證其質量達到使用要求。

(2)焊接。在施焊時，使用鋼尺、水準儀、粉線等工具觀測閘門門體的變形情況。及時對焊接前后出現的收縮變形情況進行補救，將閘門的變形控制在合理范圍內。完成門體焊接后，參考 D L/ T 5018-94規范檢驗，不達標的位置要進行矯正，確保其達到規范要求。堆放閘門制造成品時，要進行調平并墊好支腿。為了防止堆放閘門時釋放的內應力使閘門變形，支腿要在腹板翼緣板處對稱放置。

(3)在制造啟閉機和閘門時，要按照規定流程施工。盡可能使用穩定性佳的加工設備，對加工情況進行檢驗，遇到問題時，要找出原因，避免出現加工問題。根據圖紙要求，結合材料的特點、環境氣溫情況、門體焊縫結構等數據確定合理的施工流程。

4 閘門啟閉機的安裝技術

在安裝閘門啟閉機之前，首先將閘門固定好，然后進行焊接預埋件和主閘框、二期混凝土的澆筑施工。完成以上工作以后，即可進行啟閉機的安裝。施工工序如下:

(1)安裝前檢查。①檢查建筑物。檢查混凝土排架、機架臺是否滿足設計的強度要求，檢查機架臺的高程，使啟閉機平臺處于水平狀態下，并且要求水平偏差在0.5c m以內，查看機架臺中預埋鐵件的牢固性。②檢查設備。在安裝啟閉機之前，要查看閘門的安裝質量、查看啟閉機結構件以及主要零件的材質證明文件、檢查產品的出廠試驗報告、檢查制作安裝圖、竣工樣圖，清理干凈啟閉機軸襯、齒輪轉動處的鐵屑、油污和灰塵［2］。施工前，將所有的儀表和測量工具送至計量管理單位進行檢測。

(2)確定中心線。每一個閘門上都布置2個吊耳，并將吊耳內銷軸中心線作為吊點的中心線。將閘門吊點中心線在兩側排架柱上確定出來，然后再從排架柱上返回到位于上部的機架臺上，并彈出墨線標識清楚。

(3)確定控制線。將吊點的中心線作為依據，在機架臺上向另一側彈出一條控制線，控制線和吊點中心線都是安裝軸線和測量高程的基準點，要符合牢固、明顯、使用方便的基本要求。

(4)初步確定啟閉機的位置。啟閉機使用汽車起重吊吊起，然后將啟閉機下降到機架臺上，當機架臺中螺桿預留孔和啟閉機對正以后，將起重機吊鉤松開。

(5)螺桿的安裝。啟閉機就位后，使用起重機將螺桿吊起，然后在螺桿上套一個限位盤，把螺桿從橫梁的下方旋入到啟閉機中，當螺桿從啟閉機的上部出來以后，再將上限位盤套上。使用銷軸將螺桿的下部和吊耳連接起來。

(6)確定螺桿中心線。啟閉機此時已經將一部分吊點中心線覆蓋住，因此要將旁側控制線作為參考，將螺桿中心線保持在吊點中心線上。要求閘門和螺桿連接的垂直誤差控制在0.5m m以內。可以使閘門吊點中心位置和螺桿中心保持在同一個鉛垂線上。將吊耳和螺桿中心連接固定好，此工序在保證閘門安全使用方面具有重要意義。

(7)傳動軸中心線定位。因為手搖軸和啟閉機傳動軸的位置左右對稱，所以需要在同一個閘門2臺啟閉機單機手搖軸上進行掛線。2臺單機一共有4個點，利用微動啟閉機使這4個點保持在一條直線上，如此就可以使2臺蝸桿軸中心保持相同，從而使2臺啟閉機同時運行，使閘門安全運行，提升啟閉機的運行效率。

(8)啟閉機定位。使用水準儀對2臺單機機座的高程進行測量，將較高的一個基座作為基準，然后使用鐵件將另一個比較低的鐵件墊起來，使2個單機機座的地面保持在相同的平面上，使連桿和轉動軸保持水平［3］。由于啟閉機平臺水平誤差比較小，所以此工序可以使螺桿上移和下移位置保持在合理范圍內。完成定位后，要進行復查，保證螺桿啟閉機機座的橫向、縱向中心線和閘門吊耳位置和測量到的起吊中心線的誤差控制在2c m以內，高程誤差控制在5c m以內。螺桿和閘門之間的垂直誤差要控制在0.5m m以內，然后才可以進行下一工序的施工。

(9)固定啟閉機及安裝傳動軸。因為在澆筑過程中，機架臺中按啟閉機基座螺孔尺寸預埋的螺栓很容易發生位移，因此，在進行吊裝之前要使用螺栓在機座底部將鐵板固定好，機架臺預埋件和鐵板進行焊接，保證基礎板和機座可以緊密連接。要求任何位置的間隙都保持在0.3m m以內。搖動啟閉機，然后對螺桿的高低位置進行調整，使吊耳上部和銷軸可以緊貼在一起，不允許有空隙出現。在安裝傳動軸時，一端接法蘭，一端插入單機，法蘭和另一側的單機連接好。

(10)安裝高度計。螺桿要和高度計齒輪嚙合，并利用螺桿將高度計在機蓋上固定。人工對下限高度值和上限高度值進行調整。當閘門開啟或者關閉到上限值時，高度計會自動將電機的電源切斷，避免啟閉機頂從機架臺脫離［4］。在運行到下限位置后，電源也會自動切斷，避免螺桿被頂彎，要求閘門下降和上升到限制位置后的誤差控制在1c m以內。在達到設定的工程下限值10c m時，轉為人工搖動啟閉機，使閘門可以順利落到設計位置。

(11)啟閉機試運行。按照要求安裝好電器設備后，先采用手搖的方式啟動幾次，然后查看各個位置是否存在問題，在符合規定后進行帶電試運行。主要需要進行無荷載試驗和荷載試驗［5］。①無荷載試驗。將螺桿作為2個行程，檢查是否存在異常的聲響，并查看安裝質量是否達到了技術要求。在啟閉機沒有荷載的情況下，要保證三相電流不平衡控制在10%以內，并將電流值測量出來。②荷載試驗。在進行荷載試驗時，分別做2個行程來檢查閘門和螺桿的運行情況。在進行試驗檢查時，要求手搖部分可以靈活轉動，不存在卡阻的情況。要求傳動零件可以穩定運行，上下行程的開關要可靠、靈敏，不能出現漏油、發熱、無異常聲音等情況。對于高度顯示和裝有超載保護裝置的螺桿啟閉機，要對接收、發送裝置進行測試，要求指示準確、動作靈敏、可靠安全，對于雙吊點啟閉機，要測試2個螺桿的同步運行情況，使2個螺桿保持在同一升降行程內。檢查電機電流的平衡性以及電機運行的平穩性。

5 安裝過程中的注意事項

(1)要保證安裝的準確性。在安裝過程中，螺桿式啟閉機的螺桿中心要和閘門門頂吊耳的中心吻合［6］，只有這樣才可以保證螺桿升降過程中不會出現卡阻的情況。尤其是2臺螺桿啟閉機關聯時，要保證2根螺桿中心線都和閘門2個吊耳軸的中心對好，以免影響啟閉機的正常啟閉。螺桿長度過大需要設置中間支撐時，要保證支撐的位置安裝準確，并經常對中間支撐進行檢查，做好潤滑工作［7］。

(2)要避免螺桿出現彎曲。在使用過程中，由于螺桿式啟閉機很容易出現彎曲的情況，當操作不當造成螺桿被壓彎時，要立即卸下螺桿并進行矯正。要提高操作人員的責任感，并在螺桿螺紋閘門行程頂端固定限位螺母，避免在螺桿操作過程中被壓彎［8］。要安裝牢固，螺桿式啟閉機底座螺栓的埋深要達到要求，然后將底腳螺栓的端部做成彎鉤和開腳進行固定。

(3)要做好定期維護。定期檢查螺桿啟閉機，將螺桿啟閉機的污垢清除干凈，并進行潤滑處理。發現故障，要立即修理。定期將機油潤滑劑灌入到螺桿式啟閉機機體注油孔中，使用黃油涂抹在螺桿螺紋段，以免產生銹漬。

6 結論

綜上所述，在安裝啟閉機時，每一個安裝步驟都會影響設備運行的安全性。因此，在安裝過程中，要嚴格按照規定要求進行安裝，做好細節工作，防止出現質量問題。前海桂廟渠水系截污工程閘門啟閉機安裝完成后，10扇閘門的啟閉機一次性試車成功，運行狀況良好，具有一定的借鑒參考價值。

［1］楊進軍.螺桿式啟閉機超載安全裝置［J］.機械制造，2002 (04):76-77.

［2］李志榮，薛松，倪翠萍，等.螺桿式啟閉機的安裝、維修與養護［J］.江蘇水利，2004(12):154-155.

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［4］翁海紅，王萬奇.高水頭平面鋼閘門的特點及其破壞原因［J］.中國水運(下半月)，2009(08):132-133.

［5］李進，馮壽兆，殷琦，等.點荷載試驗強度的可靠性分析［J］.水利規劃與設計，2011(01):43-45.

［6］徐暉，孫立宏.螺桿式雙吊點啟閉機安裝技術［J］.水利建設與管理，2009(09):60-61

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T V 664+.5

C

1008-1305(2016)05-0126-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.043

2015-12-17

陳會城(1983年—)，男，工程師。