三峽船閘反弧門行程開關(guān)增設(shè)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(guān)更新改造的工藝情況簡介

1.1 探究背景

行程開關(guān)主要反映機械運動的行程，發(fā)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(xiàn)了北線船閘檢修工作“零安全事故、零質(zhì)量事故、零新冠肺炎感染”的目標(biāo)[2]。三峽船閘反弧門行程開關(guān)四年更換一次，在更換期間，首先分割相應(yīng)長度金屬管，將開關(guān)電纜穿過金屬管。更換行程開關(guān)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(lián)系好在閥門井施工的其他項目負(fù)責(zé)人，確認(rèn)無交叉作業(yè)，方可施工。施工時，兩人下井拆除舊行程開關(guān)，更換新行程開關(guān)，待拆除和緊固的金屬管位置較遠(yuǎn)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(jiān)護(hù)并進(jìn)行安全提醒。井上人員對從井下接上來的電纜進(jìn)行號碼管串接更新，并在電氣行程開關(guān)柜完成對應(yīng)的接線任務(wù)，最后通過反弧門實際運行到下滑位、關(guān)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(guān)更換過程復(fù)雜，涉及區(qū)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(guān)需要反復(fù)放線，更換難度大。反弧門行程開關(guān)共有8 條電纜，兩兩一對，4 組開關(guān)經(jīng)過4 次放線，4 次下放金屬軟管，過程復(fù)雜。

垂直面施工安全隱患大。拆除、緊固反弧門行程開關(guān)時，更換人員須從檢修平臺上到反弧門旁基礎(chǔ)澆筑的小型平臺上進(jìn)行施工，施工包括對舊硬線剪斷，拆除舊開關(guān)、更換新開關(guān)，加設(shè)硬線緊固新開關(guān)。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(fēng)險加大。

垂直面施工耗時耗力。2021 年三峽船閘北線大修，負(fù)責(zé)對反弧門行程開關(guān)更換的小組在對其井下施工時，長則多達(dá)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(guān)更新改造的工藝進(jìn)行研究，設(shè)計一種硬式塑料管便于穿裝行程開關(guān)，加裝于垂直面，降低安全風(fēng)險，節(jié)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(jié)合三峽船閘的實際情況，對三峽船閘反弧門行程開關(guān)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(yōu)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(fēng)險，提高檢修效率。

3 三峽船閘反弧門行程開關(guān)硬式塑料管應(yīng)用分析

利用目前存在的設(shè)備設(shè)施，建議安裝硬式塑料管，更換行程開關(guān)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(chǔ)澆筑小型平臺上進(jìn)行施工，降低了施工人員的安全風(fēng)險，免于在垂直面長時間操作，并且可提高更換效率，節(jié)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(shè)一種硬式塑料管，安裝于垂直墻面。科學(xué)設(shè)計硬式塑料管，使之符合閥門井下反弧門行程開關(guān)裝設(shè)的要求，前期準(zhǔn)備尤其重要，測量工作是前提。

3.1 前期測量

行程開關(guān)共計8 只（下滑位1、下滑位2、關(guān)終1、關(guān)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(guān)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(tǒng)一的，在換開關(guān)前，更換人員根據(jù)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(shè)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(guān)的高度差，設(shè)計相對應(yīng)硬式塑料管長度Ls，共計四個位置，下滑位、關(guān)終、開終、檢修位對應(yīng)四個長度，對于三峽船閘反弧門行程開關(guān)的實際情況，下滑和關(guān)終、檢修和開終位置接近，根據(jù)實際定制硬式塑料管的長度可用相同長度，即下滑位、關(guān)終對應(yīng)長度L1，開終、檢修位對應(yīng)L2。

3.2 硬式塑料管設(shè)計

3.2.1 圓形四孔設(shè)計

圓形四孔設(shè)計，圓形塑料管對應(yīng)金屬管，金屬管從塑料管穿過，圓形相比其他形狀能節(jié)省材料，節(jié)約成本，且便于生產(chǎn)。四孔對應(yīng)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(shè)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(shè)計

兩端加裝扣合式格蘭頭設(shè)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(yán)重后果，另一方面金屬管免于自身重力作用拉脫線箱內(nèi)開關(guān)接頭，失去信號。

扣合式格蘭頭采用兩個半圓形設(shè)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(yōu)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(jìn)行固定，避免脫落風(fēng)險。

3.2.3 兩端加裝文字標(biāo)記

在硬式塑料管兩端打印文字進(jìn)行區(qū)分標(biāo)記，更換反弧門行程開關(guān)，在相對的硬塑料管上打印對應(yīng)開關(guān)文字，例如在對應(yīng)開終長度硬式塑料管兩端打印“開終”字樣，在檢修位對應(yīng)的硬式塑料管打印“檢修位”字樣，在對應(yīng)關(guān)終長度硬式塑料管兩端打印“關(guān)終”字樣，在對應(yīng)下滑位對應(yīng)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(yīng)。更換時，找到印有相應(yīng)文字的硬式塑料管，施工人員只需從井上將開關(guān)穿裝于金屬管并下放到井下，上下兩端同時用格蘭頭進(jìn)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(yīng)位置打進(jìn)膨脹螺栓，膨脹螺栓的規(guī)格按照硬式塑料管尺寸大小進(jìn)行選擇，將對應(yīng)的膨脹螺栓打進(jìn)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(shè)計

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

4 檢測可行性

經(jīng)過系列設(shè)計并試制一根硬式塑料管，現(xiàn)場試驗可行性，由項目負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)項目其他施工人員在反弧門井進(jìn)行安裝，安裝時由三方共同協(xié)調(diào)，在三峽船閘運行停止時進(jìn)行施工，對其進(jìn)行安裝工作，安裝過程中，由三峽船閘維修部與運行部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，獲取相應(yīng)時間進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，對相應(yīng)位置螺栓安裝固定，保證金屬管在硬式塑料管內(nèi)緊固安裝即可。

對試驗中存在的問題和缺點進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化、完善設(shè)計，生產(chǎn)制作，最終在三峽船閘24 個閥門井進(jìn)行安裝使用。

5 結(jié)語

隨著時間推移，三峽船閘的設(shè)備使用時間逐漸增加，存在老化損壞現(xiàn)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(guān)，提供加設(shè)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(guān)的優(yōu)化工藝提供參考。