邵伯三號船閘抽水檢修設計方案解析

吳可中 江蘇省交通工程集團有限公司

1.工程概況

邵伯船閘是京杭運河蘇北段由南向北的第二個梯級控制樞紐，常年有l0多個省市的運輸船舶從這里通過，運行十分繁忙。其中三號船閘于2012年8月8日投入試運行，船閘為Ⅱ級船閘，設計最大船舶等級為2000噸，船閘尺度為23米×260米×5米 (口門寬×閘室長×檻上水深)。船舶年通過量達1億噸，建成至今已安全運行30萬多個閘次。上、下閘首及閘室均為整體鋼筋混凝土塢式結構,上、下游均為鋼質三角閘門和鋼質平板閥門。閘閥門啟閉機均采用液壓直推式啟閉機。

邵伯三號船閘運行任務繁重，自建成通航后，還未進行過抽水檢修。由于長年24小時不間斷運行，船閘目前出現了許多問題：

（1）下游閘門從交付使用至今一直存在比較嚴重的漏水現象，包括閘門底、邊縫和中縫都有漏水。

（2）下游右岸閘門的門頭跳動7.5毫米，閘門門葉中點跳動5毫米，遠大于規范允許值。專業維修人員在調整下右閘門跳動時，頂樞拉桿前段制動螺母用盡了各種辦法不能松動，閘門跳動一時無法調整。

（3）下游右岸閘門在運行時時常出現震動和響聲，特別是在接近關到位位置容易出現異常。每當出現震動和響聲時，閘門電機電流在15安左右（電機11千瓦，額定電流22安）,泵站壓力5-8MPa（系統最大工作壓力17MPa），運行一段時間，響聲和震動會逐漸消失。

（4）下游閘門關閉后在閘室漲水過程中下游閘門門頭尼龍板間距不斷變大，至漲水結束間距增大10毫米左右，左右岸閘門油缸活塞桿分別縮進1-2毫米。

（5）閘室兩側減壓井水位在上游常水位7.0米時，減壓井內水位都在9.0米。

（6）閘門加油裝置油管損壞，回油管沒有出油。為改善船閘技術狀況，保證船閘安全運行，需對邵伯三號船閘實施抽水檢修。這些“老毛病”有望通過此次大修得以解決。

2.邵伯三號船閘出現的問題原因初步分析

邵伯三號閘建成后已連續運行多年，目前下游右岸閘門跳動量很大，一時無法現場調整，閘門出現異常震動和響聲，漏水嚴重，閘門門檻出現磨槽（水下檢查發現）等情況，主要的原因有：閘門頂樞軸套、底樞蘑菇頭及帽的磨損，以及閘門止水損壞漏水，造成了以上問題的出現。閘門的安裝精度差，如頂底樞同軸度大也會引起閘門門頭跳動量大。

對于減壓井水位偏高的問題，主要原因可能是排水管局部堵塞或者損壞造成。可查找堵塞位置，疏通修理排水管路。在閘室抽水檢修時需進行抽水降低減壓井水位措施，抽水檢修時可利用水下機器人等先進手段探測減壓井和管道，分析找出水位居高不下的原因，并提出整改措施。在船閘抽水檢修時也可采用多點局部抽水方式進行墻后水排除。

3.抽水檢修建議修理以下項目

3.1 閘門工程修理內容及方案

①頂樞修理：更換4扇閘門的頂樞軸、軸套（摩擦片改大）。下右閘門頂樞拉桿與花蘭螺母在現場不能松動無法拆開，需要備一套頂樞拉桿（A、B拉桿各一根），更換下游右岸閘門頂樞拉桿后，舊的下右頂樞拉桿運回廠進行拆卸維修后作為備件。

②底樞修理：更換4扇閘門的底樞密封件，更換軸、軸套、蘑菇頭及帽。屬于常規修理項目。

③中縫尼龍板及止水改造修理：原中縫止水是尼龍板中間鑲嵌Ω橡皮止水，有一定的止水效果，但不是很好。目前三角閘門中縫最新最優的止水形式是采用雙P橡皮止水。

④底止水改造：原底止水橡皮中間部位沒有支撐板，閘門運行過程中碰到異物容易發生翻卷，目前最新的底止水橡皮在中間部位設置了支撐板，防止底止水橡皮翻卷。同時底止水橡皮安裝時有一個坡度，便于閘門開門時底止水橡皮與底檻之間脫開，減少底止水橡皮磨損，閘門底檻需要做相應改造。

⑤側止水改造：原側止水橡皮為直線形雙P橡皮，止水效果不是很好，目前采用的側止水橡皮為改進型雙P橡皮，止水效果較好。相應的墻上側止水座改造。

⑥閘門門體修理：閘門防撞橡皮脫落較多，需要對固定方式進行改造，將采用鋼包箍固定防撞橡皮的形式，此種固定形式在寶應船閘、運東船閘以及九圩港二號船閘上已經應用，使用效果很好。

⑦門體水下部分除銹油漆。屬于常規修理項目。

⑧閘門潤滑裝置修理：潤滑泵檢修調整，管路、潤滑脂更換。屬于常規修理項目。

⑨閘門門體防腐：閘門門體整體噴砂除銹、噴鋅、油漆，防腐要求：噴砂除銹后先噴鋅，厚度150～250微米；再涂灰色環氧防銹漆封閉一道，其干膜厚度為30～40微米；最后再涂氯化橡膠面漆二道，每道干膜厚度為30～40微米，共60～80微米。

3.2 閥門工程修理內容及方案：

①閥門主軌道修理:下游面鑲面板更換。屬于常規修理項目。

②閥門主、側滾輪修理：更換。屬于常規修理項目。

③閥門止水修理：底、側、頂止水更換。屬于常規修理項目。

④閥門門體防腐：除銹油漆。屬于常規修理項目。

⑤閥門吊點檢修。

⑥閥門門體防腐：4個閥門除銹、噴鋅、油漆。除銹后先噴鋅，厚度150～250微米；再涂灰色環氧防銹漆封閉一道，其干膜厚度為30～40微米；最后再涂氯化橡膠面漆二道，每道干膜厚度為30～40微米，共60～80微米。

3.3 啟閉機工程修理內容及方案：

①泵站修理：泵站及閥件拆檢清洗，密封件及濾芯更換，損壞元件更換，滲漏油部位修理。更換液壓油4噸（液壓油牌號：抗磨L-HM46）。管道檢修。

②閘閥門油缸拆檢修理：更換易損件、密封件，防塵罩更換。

③閘閥門油缸推拉座修理：軸、軸承、連接螺栓更換。

④閥門接桿防腐。

⑤油缸油漆。

3.4 土建助航工程修理內容及方案

①閘首、閘室增設系船鉤，船閘管理所確定位置和數量。

②浮式系船柱修理：更換輪系，浮筒防腐、保壓試驗。

③水尺修理：重新安裝并做除銹油漆，防腐。

④閘室界限標修理：采用高分子材料進行改造。

⑤爬梯修理：閘室內損壞的鐵爬梯更換，并做除銹油漆。爬梯扶手改造，以防止被船舶碰撞毀壞。

⑥外露鐵件油漆。

⑦閘室清淤。

3.5 檢測內容及方案

①閘況檢測、沉降位移觀測。

②閘、閥門檢測：閘門門體頂底樞同軸度檢測，頂、底樞運轉件磨損情況檢測，止水、門檻、軌道等磨損及損壞情況檢測。

③減壓井檢測：在閘室抽水檢修時需進行抽水降低減壓井水位措施。由于閘室兩側減壓井水位居高不下，需要找出其原因。在抽水檢修前可利用水下機器人等先進手段探測減壓井和管道，分析找出水位居高不下的原因，并提出整改措施。也可以采用多點局部抽水方式檢查減壓井排水管不暢通的部位。

4.抽水檢修總體規劃

根據工程特點，確定閘門工程為本次大修進度控制的關鍵線路，頂底樞為此次大修的重點。

（1）提前做好修理門下設；

（2）提前吊出浮式系船柱，便于系船柱的后續更換輪系、除銹噴鋅等工作；

（3）同步進行閘門閥門止水的拆除；

（4）閘室及門庫的淤積清理，及時運輸至堆場，使之與閘門閥門施工錯開，保證不影響總體工程進度。

（5）對閘閥門相關的易損運轉件進行換新。

（6）大修后的掃尾工作。

5.重點項目的控制

三角閘門羊角兩端固定鋼尺，然后再閘首靠近頂樞處架設水準儀，觀測閘門在開門、中間、關門三個不同位置固定基準點的讀數，以跳動量數據來調節拉桿控制羊角跳動量，控制兩羊角端水平跳動量在2毫米以內。

中縫、邊縫止水的安裝調整是一道繁瑣細致的工作，需先將閘門關門到位后再進行中縫間隙的調整，確保止水間隙達到規范要求，同時考慮側止水間隙的影響，此項工作須細致認真。經過多次調整后，上下游閘門所有止水間隙均勻貼靠，滿足規范要求。

施工中加強上下游潮位變化的觀察，防止超過修理門的擋水高度；加強對上下游修理門的觀察，防止出現變形；加強對兩側閘室墻的沉降位移觀測，防止閘室墻出現超過規定的位移。

6.結論

通過后續使用，此次大修重點解決了以下問題：（1）更換上下游4扇閘門頂底樞軸、底樞蘑菇頭及蘑菇頭帽、運轉件，提高了閘門的運行安全；（2）閘門跳動量調整到規范范圍，便于閘門平穩運行；（3）閘閥門門體整體噴砂除銹、噴鋅、油漆，增強了閘閥門門體的耐久性；（4）閘閥門止水更換，使漏水減少到最小，使閘閥門平穩運行；（5）閘室及門庫的清淤，使過往的船舶更通暢。