三峽船閘反弧門行程開關增設硬式塑料管探究

董 雷， 程 鴻， 王小貝， 陳 課， 張 鋼， 王立韜

（長江三峽通航管理局， 湖北 宜昌 443002）

1 三峽船閘反弧門行程開關更新改造的工藝情況簡介

1.1 探究背景

行程開關主要反映機械運動的行程，發出命令并控制機械運動的方向或行程大小[1]。2021 年三峽船閘實現了北線船閘檢修工作“零安全事故、零質量事故、零新冠肺炎感染”的目標[2]。三峽船閘反弧門行程開關四年更換一次，在更換期間，首先分割相應長度金屬管，將開關電纜穿過金屬管。更換行程開關的項目人員要確保安全措施（主要指安全繩系的位置以及緊固程度），聯系好在閥門井施工的其他項目負責人，確認無交叉作業，方可施工。施工時，兩人下井拆除舊行程開關，更換新行程開關，待拆除和緊固的金屬管位置較遠時，更換人員須到反弧門旁澆筑的小型平臺上，攜帶工具完成拆除和緊固工作，另一人監護并進行安全提醒。井上人員對從井下接上來的電纜進行號碼管串接更新，并在電氣行程開關柜完成對應的接線任務，最后通過反弧門實際運行到下滑位、關終、開終、檢修位四個位置，并檢測是否更換到位，無異常后完工清場。此過程看似簡單，實則充滿安全隱患。本文在此大背景下展開探究。

1.2 探究的必要性

三峽船閘反弧門行程開關更換過程復雜，涉及區面雖然廣泛，水平面易操作更換，垂直面難以施工。

三峽船閘在大修時，更換反弧門行程開關需要反復放線，更換難度大。反弧門行程開關共有8 條電纜，兩兩一對，4 組開關經過4 次放線，4 次下放金屬軟管，過程復雜。

垂直面施工安全隱患大。拆除、緊固反弧門行程開關時，更換人員須從檢修平臺上到反弧門旁基礎澆筑的小型平臺上進行施工，施工包括對舊硬線剪斷，拆除舊開關、更換新開關，加設硬線緊固新開關。在此期間除安全繩外，無其他安全措施。施工時，隨身攜帶扳手等工具行動不便，無可靠抓牢點，遇到雨天地面濕度大，腳下易滑，安全風險加大。

垂直面施工耗時耗力。2021 年三峽船閘北線大修，負責對反弧門行程開關更換的小組在對其井下施工時，長則多達兩個多小時，平均在井下施工一個小時四十五分鐘，而且井下人員施工久了，難免疲乏，體力消耗大，施工過程耗時耗力，對施工人員的身體要求較高。

因此，必須對三峽船閘反弧門行程開關更新改造的工藝進行研究，設計一種硬式塑料管便于穿裝行程開關，加裝于垂直面，降低安全風險，節省時間和體力，利于提高檢修效率。

2 三峽船閘反弧門行程開硬式塑料管探究意義

結合三峽船閘的實際情況，對三峽船閘反弧門行程開關更新改造上，面臨著更換難度大，存在安全隱患等問題，通過工藝優化，便于更換人員快速更換，省時省力，可降低工作人員安全風險，提高檢修效率。

3 三峽船閘反弧門行程開關硬式塑料管應用分析

利用目前存在的設備設施，建議安裝硬式塑料管，更換行程開關時直接從管道里面抽出舊的，更換新的，此過程無需檢修人員到反弧門旁基礎澆筑小型平臺上進行施工，降低了施工人員的安全風險，免于在垂直面長時間操作，并且可提高更換效率，節省時間，檢修效率大大提升。如此一來，大修時間縮短，通航率提高，有利于緩解大修期間積壓船舶，提高通航效率。

增設一種硬式塑料管，安裝于垂直墻面。科學設計硬式塑料管，使之符合閥門井下反弧門行程開關裝設的要求，前期準備尤其重要，測量工作是前提。

3.1 前期測量

行程開關共計8 只（下滑位1、下滑位2、關終1、關終2、開終1、開終2、檢修位1、檢修位2 各1 只），同位置的兩個行程開關共用一根金屬管，共計用4 根金屬管。一般情況下，所用的金屬管尺寸是統一的，在換開關前，更換人員根據實際所需長度截取。

3.1.1 測量直徑更換時截取金屬管，測量金屬管直徑dj，設計相對硬式塑料管直徑ds。（ds微大于dj）

3.1.2 測量長度

測量閥門井井口到各個行程開關的高度差，設計相對應硬式塑料管長度Ls，共計四個位置，下滑位、關終、開終、檢修位對應四個長度，對于三峽船閘反弧門行程開關的實際情況，下滑和關終、檢修和開終位置接近，根據實際定制硬式塑料管的長度可用相同長度，即下滑位、關終對應長度L1，開終、檢修位對應L2。

3.2 硬式塑料管設計

3.2.1 圓形四孔設計

圓形四孔設計，圓形塑料管對應金屬管，金屬管從塑料管穿過，圓形相比其他形狀能節省材料，節約成本，且便于生產。四孔對應四根金屬管，避免更換金屬管時金屬管間相互磨擦，不便提升，設計相互獨立的四根硬式塑料管，相互固定。

3.2.2 兩端加裝扣合式格蘭頭設計

兩端加裝扣合式格蘭頭設計，塑料管兩端采用電纜固定頭（又叫格蘭頭），格蘭頭主要用于夾緊兩端金屬管，防止更換金屬管時，金屬管滑落至閥門井下，造成嚴重后果，另一方面金屬管免于自身重力作用拉脫線箱內開關接頭，失去信號。

扣合式格蘭頭采用兩個半圓形設計，在加裝時避免從金屬管頭部穿到硬式塑料管兩端，過程繁雜，采用扣合式的優點在于能夠在金屬管穿過硬式塑料管后直接扣合硬式塑料管兩端，對金屬管進行固定，避免脫落風險。

3.2.3 兩端加裝文字標記

在硬式塑料管兩端打印文字進行區分標記，更換反弧門行程開關，在相對的硬塑料管上打印對應開關文字，例如在對應開終長度硬式塑料管兩端打印“開終”字樣，在檢修位對應的硬式塑料管打印“檢修位”字樣，在對應關終長度硬式塑料管兩端打印“關終”字樣，在對應下滑位對應的長度硬式塑料管兩端打打“下滑位”字樣，每根塑料管長度與文字一一對應。更換時，找到印有相應文字的硬式塑料管，施工人員只需從井上將開關穿裝于金屬管并下放到井下，上下兩端同時用格蘭頭進行固定，施工方便快捷，省時省力。

3.3 硬式塑料管安裝

在墻體上對應位置打進膨脹螺栓，膨脹螺栓的規格按照硬式塑料管尺寸大小進行選擇，將對應的膨脹螺栓打進水泥墻上，再將專用鋼管卡子上下部固定，安裝時將硬式塑料管放在卡子中間，使用螺栓將上部和下部固定即可。

3.4 硬式塑料管的設計

為了便于放線，硬式塑料管均采用圓形管道設計，設計管道內徑dn微大于金屬軟管dj、為便于反弧門各個行程開關位置的更換，需要安裝4 根硬式塑料管，長度分別對應為L1、L2。

4 檢測可行性

經過系列設計并試制一根硬式塑料管，現場試驗可行性，由項目負責人帶領項目其他施工人員在反弧門井進行安裝，安裝時由三方共同協調，在三峽船閘運行停止時進行施工，對其進行安裝工作，安裝過程中，由三峽船閘維修部與運行部門進行協調，獲取相應時間進行前期準備工作，對相應位置螺栓安裝固定，保證金屬管在硬式塑料管內緊固安裝即可。

對試驗中存在的問題和缺點進行改進，進一步優化、完善設計，生產制作，最終在三峽船閘24 個閥門井進行安裝使用。

5 結語

隨著時間推移，三峽船閘的設備使用時間逐漸增加，存在老化損壞現象，三峽船閘近兩年大修頻次相繼增多，為便于大修時更換反弧門行程開關，提供加設硬式塑料管的方案以供研究，此方案更換簡單，減少了安全隱患，更換人員省時省力可為更換三峽船閘反弧門行程開關的優化工藝提供參考。