簡述無錫嚴(yán)埭港水利樞紐船閘的養(yǎng)護(hù)與維修

張繼來

摘 要：采用平面升臥式鋼閘門的大型水利樞紐船閘，在長期運(yùn)行管理中需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。本文綜述了多年來該船閘在滾輪、閘墻鋼板、閘門噴漆等方面的養(yǎng)護(hù)和維修，為同類型的船閘安全運(yùn)行提供了運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：升臥式鋼閘門；啟閉機(jī)；主滾輪；噴鋅

嚴(yán)埭港水利樞紐是無錫市防洪大包圍八個口門控制建筑物之一，樞紐由泵站、節(jié)制閘、船閘和上下游建筑物等組成。泵站安裝5臺2200ZLB15-2立式軸流泵；節(jié)制閘為2孔，單孔凈寬12m；船閘規(guī)模為16（20）×135m，上、下閘首工作閘門為平面升臥式門，是集城市防洪排澇、調(diào)水引流、通航運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)功能的綜合水利樞紐工程。上閘首閘門自重33噸，下閘首閘門自重30噸，卷揚(yáng)式啟閉機(jī)啟閉（QH-2*300（250）/Q3），作為城區(qū)主要航運(yùn)通道，船閘在航運(yùn)、防洪等方面發(fā)揮了重大作用。

1 船閘運(yùn)行情況

樞紐于2009年6月正式移交城市防洪工程管理處，船閘于2007年5月正式投運(yùn)，至今已第十年，由于船閘通航船只多，2009年至2012年，日均過閘船只近百條，之后由于碼頭外遷等原因，船只逐年減少，至2017年日均過船50條左右。船閘閘門啟閉頻繁，各運(yùn)轉(zhuǎn)部件工作強(qiáng)度高，出現(xiàn)過多種大小故障并及時維修排除。

2 維修養(yǎng)護(hù)情況

（1）船閘在投運(yùn)3年后，出現(xiàn)主滾輪運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活、咬死等現(xiàn)象，致使門體出現(xiàn)顫震、抖動和滾輪出現(xiàn)金屬摩擦聲，失去正常運(yùn)行能力。原主滾輪直徑Ф1000，使用SF-1型自潤滑復(fù)合軸承，與Ф240滾輪軸配合，滾輪軸表面鍍鉻處理，該材料是以鋼板為基體，青銅為中間層，并以塑料為表面層的自潤滑材料。這3種材質(zhì)合為一體，利用金屬剛性和塑料自潤滑性結(jié)合，彌補(bǔ)了塑料穩(wěn)定性差和金屬干摩擦性能劣的缺點(diǎn)。但是該軸承內(nèi)徑Ф240，外徑Ф245，壁厚僅為2.5mm，其壁厚較薄。在大型閘門應(yīng)用中，由于河道水質(zhì)腐蝕及泥沙研磨的作用，加快了軸承的磨損（平均磨損量為1～1.5mm），基本已磨損至鋼板基體層。在軸承磨損量很大情況下，軸承本體已變脆弱，部分已磨損斷裂，甚至因擠壓而發(fā)生重疊變形，重疊部分已成為轉(zhuǎn)動時主要阻礙物，造成滾輪運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活卡阻等現(xiàn)象。且軸承磨損嚴(yán)重后影響軸承的支承精度、使主滾輪及閘門不能在軌道上平穩(wěn)運(yùn)行，并發(fā)生門體顫震、抖動和滾輪金屬摩擦聲，導(dǎo)致閘門無法正常啟閉。由此可見SF-1復(fù)合材料軸承對運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁、抗蝕、抗磨性能要求高的大型閘門不能很好滿足其工作要求。

船閘于2012年對主滾輪及其軸承進(jìn)行大修。經(jīng)分析比較，采用具有抗壓強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、耐磨性和耐久性都較好的FZ-05型自潤滑軸承替代原用SF-1型自潤滑軸承。該自潤滑軸承結(jié)構(gòu)，是以高強(qiáng)度銅合金為基體，其上均布若干通孔，孔中填充固體潤滑劑，同時軸承摩擦層表面還涂有固體潤滑膜。軸承工作時，固體潤滑劑在擠壓、剪切和摩擦熱的作用下向摩擦表面轉(zhuǎn)移形成固體潤滑膜，實(shí)現(xiàn)軸承的自潤滑。因此軸承可以在較低的摩擦阻力下穩(wěn)定的工作。在更換滾輪軸承后，各滾輪均能正常轉(zhuǎn)動，金屬摩擦聲消失，門體無顫震現(xiàn)象。同時對輪軸增加注油孔，潤滑油填充了滾輪軸與軸承間的空隙，并能將河體中的污水和泥沙擠壓出去，緩解了軸承磨損，進(jìn)一步提高了軸承的潤滑性，并能對固體潤滑膜起到保護(hù)作用，延長滾輪壽命。

（2）閘墻加設(shè)鋼板防護(hù)。由于多年來船舶對閘室墻的撞擊和摩擦，閘墻出現(xiàn)多處破損和變形，為保證閘墻結(jié)構(gòu)安全，采用鋼板貼面進(jìn)行閘室墻保護(hù)。鋼板貼面閘室墻施工難度較大，鋼板與混凝土易發(fā)生空鼓等問題。為提升閘室墻鋼板貼面結(jié)構(gòu)耐久性，防止焊接應(yīng)力產(chǎn)生變形，焊接拼裝過程少吊裝甚至不吊裝，在鋼板護(hù)面焊接成一個整體后，在鋼板迎水面采用鋼板與混凝土基礎(chǔ)間采用螺栓連接，螺栓一端與鋼板護(hù)面點(diǎn)焊，在鋼板護(hù)面背水面沿縱向間隔設(shè)置豎向扁鋼，采用扁鋼+錨筋方式對鋼板進(jìn)行錨固。通過這一優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效解決錨筋焊接造成的鋼板變形，增大了鋼材與混凝土的接觸面積，提升了錨固力，利于解決空鼓問題。閘室墻鋼板護(hù)面設(shè)計(jì)、施工在省內(nèi)河船閘工程中經(jīng)驗(yàn)較少，該法結(jié)合工程實(shí)際，提出從鋼板錨固方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝提升取得了較好成效。

（3）鋼閘門長期在日光曝曬、干濕交替、常浸水下、水流沖刷等惡劣條件下，易發(fā)生銹蝕，降低鋼閘門的承載能力，影響工程安全。因此，做好鋼閘門防腐尤為重要，防腐蝕措施一般采用在鋼鐵表面涂復(fù)蓋層，把鋼材母體與氧或電解質(zhì)隔離，以免發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。復(fù)蓋層宜采用電弧噴涂金屬涂層外加封閉層的防腐方法，涂層與鋼鐵基體結(jié)合強(qiáng)度高、防腐年限長，少維護(hù)又經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，是鋼閘門最佳防腐方案。船閘投運(yùn)8年后，原閘門采用是鋁鎂合金防腐材料，鋼閘門所接觸的水是導(dǎo)電的，鋁鎂合金較活躍易與河水發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致閘門表面電化學(xué)腐蝕，銹蝕，起泡和局部變形，影響閘門的安全運(yùn)行。因此對閘門表面去除原鋁鎂合金涂層，噴涂更加穩(wěn)定的鋅防腐。

涂漆的工藝流程是：噴砂除銹→質(zhì)檢→噴涂鋅→質(zhì)檢→涂料封閉→質(zhì)檢，依據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程表面處理采用噴石英砂除銹且級別應(yīng)達(dá)到Sa2.5級，在施工現(xiàn)場作業(yè)時局部焊縫無法實(shí)施噴砂作業(yè)，可采用機(jī)械除銹（手工電動除銹）方式除銹級別應(yīng)達(dá)到St3級。為了提高鋅涂層對鋼閘門的犧牲陽極保護(hù)陰極的作用，延長涂層壽命，應(yīng)盡量保證鋅涂層有較高的純度。選1號鋅或特號電解鋅。噴鋅工序完成后，需對面層進(jìn)行涂漆保護(hù)處理，采用環(huán)氧瀝青漆涂刷。

（4）常規(guī)養(yǎng)護(hù)維修，包括定期檢查鋼絲繩，有斷絲等情況要及時更換鋼絲繩，在水面以下部分可適當(dāng)加油保護(hù)。開式齒輪面易定期上油防止過度磨損，齒輪箱油要常檢查油位定期更換。閘門側(cè)止水和底止水橡皮要經(jīng)常檢查定期更換。閘門擱門器要經(jīng)常檢查及潤滑自復(fù)位情況等。

3 結(jié)語

經(jīng)過上述的幾次大型維修改造以及常規(guī)保養(yǎng)維修，對于船閘運(yùn)行管理水平的提升明顯，目前船閘設(shè)備運(yùn)行正常可靠，對于指導(dǎo)今后類似船閘的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理具有較好的實(shí)際借鑒意義。

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（作者單位：無錫市城市防洪工程管理處）