深圳前海桂廟渠水系截污工程閘門設(shè)計及啟閉機(jī)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(shè)計及啟閉機(jī)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(shè)計、閘門啟閉機(jī)的制作和安裝進(jìn)行了探討,并對閘門啟閉機(jī)安裝過程中的注意事項進(jìn)行了詳細(xì)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(jī);制造;安裝

1 前海港截污工程閘門的設(shè)計

前海深港現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)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(huán)狀水廊建成之前，現(xiàn)狀關(guān)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(jīng)桂廟路明渠排入到大鏟灣，導(dǎo)致現(xiàn)狀河道水體黑臭，需要對此渠道進(jìn)行旱季漏排污水的臨時截污。桂廟渠截污閘設(shè)計為10孔，規(guī)格為3m*3.2m。選用手電兩用啟閉機(jī)。閘門結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于閘門所處環(huán)境具有腐蝕性，所以鋼結(jié)構(gòu)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(jié)點板使用兩面?zhèn)群高M(jìn)行焊接。

圖1 閘門結(jié)構(gòu)

2 手電兩用螺桿式雙吊點啟閉機(jī)的組成

手電兩用螺桿式雙吊點主要由齒輪箱、電動機(jī)、機(jī)座、螺桿、搖把、中間傳動軸等部件構(gòu)成，具有封閉、機(jī)體個體小、結(jié)構(gòu)簡單、管理養(yǎng)護(hù)便利、使用可靠性佳等優(yōu)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(jī)通過皮帶將渦輪帶動，承重螺母和蝸輪平鍵聯(lián)結(jié)后帶動螺母轉(zhuǎn)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(jī)是水閘的主要構(gòu)成部分，安裝質(zhì)量對啟閉機(jī)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(zhì)量。

3 啟閉機(jī)的制造

(1)選擇和檢驗毛坯。一般在制作閘門及啟閉機(jī)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(jī)的強(qiáng)度受到影響，因此，在制造啟閉機(jī)時，要對鑄造件的質(zhì)量進(jìn)行檢查，嚴(yán)格按照相關(guān)要求控制工件的尺寸和外形，以達(dá)到設(shè)計要求。其次，要對毛坯件的殘余應(yīng)力進(jìn)行檢測，盡量降低工件加工變形，測試關(guān)鍵位置，保證工件的可加工性。對毛坯件的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，對于要求比較高的工件毛坯，要選取標(biāo)準(zhǔn)塊開展測試工作。保證其質(zhì)量達(dá)到使用要求。

(2)焊接。在施焊時，使用鋼尺、水準(zhǔn)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(xiàn)的收縮變形情況進(jìn)行補(bǔ)救，將閘門的變形控制在合理范圍內(nèi)。完成門體焊接后，參考 D L/ T 5018-94規(guī)范檢驗，不達(dá)標(biāo)的位置要進(jìn)行矯正，確保其達(dá)到規(guī)范要求。堆放閘門制造成品時，要進(jìn)行調(diào)平并墊好支腿。為了防止堆放閘門時釋放的內(nèi)應(yīng)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(jī)和閘門時，要按照規(guī)定流程施工。盡可能使用穩(wěn)定性佳的加工設(shè)備，對加工情況進(jìn)行檢驗，遇到問題時，要找出原因，避免出現(xiàn)加工問題。根據(jù)圖紙要求，結(jié)合材料的特點、環(huán)境氣溫情況、門體焊縫結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)確定合理的施工流程。

4 閘門啟閉機(jī)的安裝技術(shù)

在安裝閘門啟閉機(jī)之前，首先將閘門固定好，然后進(jìn)行焊接預(yù)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(jìn)行啟閉機(jī)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(jī)架臺是否滿足設(shè)計的強(qiáng)度要求，檢查機(jī)架臺的高程，使啟閉機(jī)平臺處于水平狀態(tài)下，并且要求水平偏差在0.5c m以內(nèi)，查看機(jī)架臺中預(yù)埋鐵件的牢固性。②檢查設(shè)備。在安裝啟閉機(jī)之前，要查看閘門的安裝質(zhì)量、查看啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)件以及主要零件的材質(zhì)證明文件、檢查產(chǎn)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(jī)軸襯、齒輪轉(zhuǎn)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(jìn)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(nèi)銷軸中心線作為吊點的中心線。將閘門吊點中心線在兩側(cè)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(jī)架臺上，并彈出墨線標(biāo)識清楚。

(3)確定控制線。將吊點的中心線作為依據(jù)，在機(jī)架臺上向另一側(cè)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(zhǔn)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(jī)的位置。啟閉機(jī)使用汽車起重吊吊起，然后將啟閉機(jī)下降到機(jī)架臺上，當(dāng)機(jī)架臺中螺桿預(yù)留孔和啟閉機(jī)對正以后，將起重機(jī)吊鉤松開。

(5)螺桿的安裝。啟閉機(jī)就位后，使用起重機(jī)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(jī)中，當(dāng)螺桿從啟閉機(jī)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(jī)此時已經(jīng)將一部分吊點中心線覆蓋住，因此要將旁側(cè)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(nèi)。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(jī)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(jī)單機(jī)手搖軸上進(jìn)行掛線。2臺單機(jī)一共有4個點，利用微動啟閉機(jī)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(jī)同時運(yùn)行，使閘門安全運(yùn)行，提升啟閉機(jī)的運(yùn)行效率。

(8)啟閉機(jī)定位。使用水準(zhǔn)儀對2臺單機(jī)機(jī)座的高程進(jìn)行測量，將較高的一個基座作為基準(zhǔn)，然后使用鐵件將另一個比較低的鐵件墊起來，使2個單機(jī)機(jī)座的地面保持在相同的平面上，使連桿和轉(zhuǎn)動軸保持水平［3］。由于啟閉機(jī)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(nèi)。完成定位后，要進(jìn)行復(fù)查，保證螺桿啟閉機(jī)機(jī)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(nèi)，高程誤差控制在5c m以內(nèi)。螺桿和閘門之間的垂直誤差要控制在0.5m m以內(nèi)，然后才可以進(jìn)行下一工序的施工。

(9)固定啟閉機(jī)及安裝傳動軸。因為在澆筑過程中，機(jī)架臺中按啟閉機(jī)基座螺孔尺寸預(yù)埋的螺栓很容易發(fā)生位移，因此，在進(jìn)行吊裝之前要使用螺栓在機(jī)座底部將鐵板固定好，機(jī)架臺預(yù)埋件和鐵板進(jìn)行焊接，保證基礎(chǔ)板和機(jī)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(nèi)。搖動啟閉機(jī)，然后對螺桿的高低位置進(jìn)行調(diào)整，使吊耳上部和銷軸可以緊貼在一起，不允許有空隙出現(xiàn)。在安裝傳動軸時，一端接法蘭，一端插入單機(jī)，法蘭和另一側(cè)的單機(jī)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(jī)蓋上固定。人工對下限高度值和上限高度值進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)閘門開啟或者關(guān)閉到上限值時，高度計會自動將電機(jī)的電源切斷，避免啟閉機(jī)頂從機(jī)架臺脫離［4］。在運(yùn)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(nèi)。在達(dá)到設(shè)定的工程下限值10c m時，轉(zhuǎn)為人工搖動啟閉機(jī)，使閘門可以順利落到設(shè)計位置。

(11)啟閉機(jī)試運(yùn)行。按照要求安裝好電器設(shè)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(guī)定后進(jìn)行帶電試運(yùn)行。主要需要進(jìn)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(zhì)量是否達(dá)到了技術(shù)要求。在啟閉機(jī)沒有荷載的情況下，要保證三相電流不平衡控制在10%以內(nèi)，并將電流值測量出來。②荷載試驗。在進(jìn)行荷載試驗時，分別做2個行程來檢查閘門和螺桿的運(yùn)行情況。在進(jìn)行試驗檢查時，要求手搖部分可以靈活轉(zhuǎn)動，不存在卡阻的情況。要求傳動零件可以穩(wěn)定運(yùn)行，上下行程的開關(guān)要可靠、靈敏，不能出現(xiàn)漏油、發(fā)熱、無異常聲音等情況。對于高度顯示和裝有超載保護(hù)裝置的螺桿啟閉機(jī)，要對接收、發(fā)送裝置進(jìn)行測試，要求指示準(zhǔn)確、動作靈敏、可靠安全，對于雙吊點啟閉機(jī)，要測試2個螺桿的同步運(yùn)行情況，使2個螺桿保持在同一升降行程內(nèi)。檢查電機(jī)電流的平衡性以及電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。

5 安裝過程中的注意事項

(1)要保證安裝的準(zhǔn)確性。在安裝過程中，螺桿式啟閉機(jī)的螺桿中心要和閘門門頂?shù)醵闹行奈呛希?］，只有這樣才可以保證螺桿升降過程中不會出現(xiàn)卡阻的情況。尤其是2臺螺桿啟閉機(jī)關(guān)聯(lián)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(jī)的正常啟閉。螺桿長度過大需要設(shè)置中間支撐時，要保證支撐的位置安裝準(zhǔn)確，并經(jīng)常對中間支撐進(jìn)行檢查，做好潤滑工作［7］。

(2)要避免螺桿出現(xiàn)彎曲。在使用過程中，由于螺桿式啟閉機(jī)很容易出現(xiàn)彎曲的情況，當(dāng)操作不當(dāng)造成螺桿被壓彎時，要立即卸下螺桿并進(jìn)行矯正。要提高操作人員的責(zé)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(jī)底座螺栓的埋深要達(dá)到要求，然后將底腳螺栓的端部做成彎鉤和開腳進(jìn)行固定。

(3)要做好定期維護(hù)。定期檢查螺桿啟閉機(jī)，將螺桿啟閉機(jī)的污垢清除干凈，并進(jìn)行潤滑處理。發(fā)現(xiàn)故障，要立即修理。定期將機(jī)油潤滑劑灌入到螺桿式啟閉機(jī)機(jī)體注油孔中，使用黃油涂抹在螺桿螺紋段，以免產(chǎn)生銹漬。

6 結(jié)論

綜上所述，在安裝啟閉機(jī)時，每一個安裝步驟都會影響設(shè)備運(yùn)行的安全性。因此，在安裝過程中，要嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行安裝，做好細(xì)節(jié)工作，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題。前海桂廟渠水系截污工程閘門啟閉機(jī)安裝完成后，10扇閘門的啟閉機(jī)一次性試車成功，運(yùn)行狀況良好，具有一定的借鑒參考價值。

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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。