关于葛洲坝船闸人字门运行故障的研究与思考

2023年12月30日发(作者：简短新年祝福语)

关于葛洲坝船闸人字门运行故障的研究与思考

朱旺峰;王震

【期刊名称】《交通企业管理》

【年(卷),期】2016(031)010

【总页数】3页(P43-45)

【关键词】葛洲坝船闸;人字门;运行故障;底止水失效;无合拢信号;通航效率

【作 者】朱旺峰;王震

【作者单位】长江三峡通航管理局;长江三峡通航管理局

【正文语种】中 文

闸门是船闸系统中最重要的设备之一。在船闸运行过程中，人字门的正常安全运行直接关系到过闸船舶的安全与船闸的通航效率。然而，葛洲坝船闸在实际运行过程中，人字门故障时有发生，而检修往往会耗费大量时间导致船舶待闸，因而大大降低了船闸的通航效率。为了确保船闸的安全畅通，进一步提高葛洲坝船闸的运行通航效率，必须有效降低人字门运行故障率。笔者主要针对目前葛洲坝船闸人字门运行中常见的故障进行分析总结，并对人字门的运行维护提出一些看法。

人字门是船闸最重要的金属结构件之一，它封闭和控制船闸通航孔口，承受着闸室巨大水压，保持闸室水位以便容纳和过渡过坝船舶，满足枢纽通航要求。人字门的稳定与安全是船闸通航和船舶安全过坝的必要条件，也是充分发挥枢纽综合经济效益的基本保障之一。葛洲坝船闸通航30多年来，人字门故障时有发生。由于人字门在船闸系统中的重要性，其故障处理时间短则需要几个小时，长则需要数天，直

接影响船闸的正常运行。为此，探索总结船闸人字门故障发生原因及处理措施，对保证人字门的稳定安全运行显得尤其重要。

葛洲坝船闸人字门由两扇门叶组成，门叶底部支承在底枢上，顶部支承在顶枢上。门叶通过在顶部的启闭机推拉杆的作用下，绕着通过顶、底枢中心的轴线转动，实现开、关门，运行安全，灵活可靠。人字闸门在挡水时，两扇门叶斜接柱处的支、枕垫块互相接触，门轴柱处的支垫块支承在埋设于闸首两边墩的枕垫块上，两扇门叶在平面上构成一个三铰拱，水压力靠设在门轴柱上的支、枕垫块传递给闸首两边的边墩。人字门由门叶、顶枢、底枢、支枕垫块、背拉杆、底止水等组成（如图1所示）。

葛洲坝船闸人字门的主要技术参数见表1所列。

人字门系统是一个复杂的机电系统，多年来的运行管理实践形成了可靠有效的运行管理机制。在船闸运行初期，由于润滑、装配和调整不当导致发生较多故障。人字门淤积和反向水头直接影响人字门的正常安全运行。葛洲坝1号闸反向水头问题曾导致船闸长期停航，通过动水开阀工艺的实施，成功解决了1号闸反向水头过大的问题。通过长期的维修实践摸索，葛洲坝船闸的运行管理也在不断提高，形成了定期检修机制。1990年，船闸计划性大修周期被定位每6年1次。坚持做好设备日常维护与保养工作，定期进行设备的点检、常检，并对重点设备重点管理，故障早发现早排除，是设备保持良好工况和船闸安全运行的基本保障。多年来，船闸采取定期清淤以保证人字门运行的畅通无阻。随着船闸电气控制设备不断更新改造，船闸人字门系统传感器的不断更新换代，门头开关的不断改进，使得故障率大幅降低。

从近些年的运行状况看来，葛洲坝船闸人字门运行故障率较低。通过长期的运行探索，葛洲坝船闸已经形成了成熟的维护管理体制。但由于船闸人字门运行频繁以及气象、水力环境等因素的影响，人字门故障还是时有发生。笔者列举了近年来葛洲

坝船闸人字门的常见故障，并分析了故障原因与处理措施。

1.船闸人字门振动

（1）现象。人字门在充水、泄水过程中，当水位差较小时（一般为0.5～3米）出现振动。

（2）原因。人字门运行过程中，自身自振频率受关门位置、温度、背拉杆的状态等因素的影响。当船闸充水、泄水时的水力脉动与人字门自振频率一致或接近时，发生共振导致人字门振动。

（3）故障处理措施。①及时调整错位，避免人字门错位过大。②在运行中及时调整背拉杆的预应力。③当人字门振动出现时，可对人字门承压条抹油，使人字门运行平稳。

2.机械过载停机

（1）故障原因。在动门过程中，门体受外力作用出现卡阻现象，推拉杆受力增大超出规定范围，此时弹簧压缩（或拉伸）量急剧增大，当外套杆与内推拉杆间相对位移达到整定行程时，压缩（或拉伸）过载行程开关动作，发出过载信号，造成本子站停机并报警，属C类故障。

（2）故障处理措施。按故障消除按钮，若故障产生于非保持外力（如浪涌）或误信号，短时间内报警会消除，然后由集控室转“单步”或“现地”操作人字门，完成本次程序后再转回“集中”方式。若过载信号保持，则应用“紧急开/关门”操作人字门反向动作，消除故障信号，再重复原操作。若反复几次在同一位置出现过载信号，说明门库有异物卡阻需要清除。

3.无合拢信号

（1）故障原因。当人字门错位过大时，人字门合拢检测开关超出感应范围，不能产生合拢信号。

（2）处理措施。及时调整错位，当人字门错位大于30毫米时通过改变两侧人字

门机房主电机的关机延时时间减小人字门在关门时的错位过大问题。

4.人字门底枢故障

葛洲坝船闸人字门底枢为固定式底枢，主要由帽盖、蘑菇头、轴承台等3个部分组成。底枢是承载人字门的主要部件，其通过蘑菇头支承人字门，蘑菇头与帽盖的轴瓦直接通过润滑油脂保持隔离，从而保证底枢正常工作的同时最大限度地减少磨损。润滑不仅可以减少摩擦阻力，而且能带走摩擦时产生的热量和磨屑，因此，底枢的润滑系统能否可靠工作至关重要。

（1）故障原因。在长时间的工作之后，由于底枢润滑不良、蘑菇轴头发生位移等原因造成轴瓦过度磨损胶合。

（2）处理措施。①对轴头轴瓦烧结斑痕做光车处理。②疏通油道，清洗油路。③改用针入度较大的润滑油脂。④检查门体底枢是否异常，重新校正和调整人字门的垂直度和中心点，对门体进行多次全开、全关试验。

5.人字门底止水失效

2015年1月3日，葛洲坝船闸管理处在对设备检查中发现，葛洲坝三号船闸下人字门在闸室充水时有明显振动并伴有下引航道水流翻花。经仔细检查发现，右下橡胶底止水出现裂缝。葛洲坝船闸人字门底止水位于底横梁与底坎之间由两条P型橡胶带组成。它靠闸室水压使底止水紧贴底坎座面而止水，其能否正常工作直接关系船闸的安全稳定运行。

（1）底止水失效的原因。①在安装调试的过程中，止水与人字门不够吻合，造成底止水与人字门局部不贴合甚至卡伤，从而引起局部失效导致船闸充泄水工程中高速射流和闸门振动。②底止水安装过程中预留间隙太大，这样造成该处接触不良或在低水头时水压不能使其贴合而引起射流振动和底止水的撕裂破坏。③底止水与底坎止水座间有异物，关门时卡伤底止水并迅速引起泄漏而失效。④门库淤沙，人字门推沙运行，底止水在一反一正翻卷力的反复作用下形成P头与橡胶板交界处应

力集中而疲劳破坏失效。

（2）处理措施。①底止水定位靠紧固螺栓夹紧，安装中应重视止水螺孔的钻孔精度和螺栓紧固均匀度等加工质量，它们对止水安装质量和使用寿命能带来很大的影响。②底止水安装过程中及时消除有碍止水贴切的疤痕、蚀坑、麻点及棱角锐边。

目前，人字门的维修维护制度已经十分成熟，针对人字门的运行管理重点应落实到日常的运行检视之中。当班集控操作人员应密切关注人字门的门缝错位情况，当出现门缝错位过大时应及时上报调整。另外，应加强现场巡视人字门运行工况，查看人字门运行是否平稳。维修人员应定期做好人字门启闭机的润滑维护，底枢干油泵、多点干油泵的巡检维护，从而保证人字门系统的稳定有效运行。