鋼壩設(shè)計(jì)原理,主要就是門頁擋水,將水壓力及彎矩傳遞到門底軸,其中水壓力通過底軸軸承傳遞給閘基礎(chǔ),而彎矩則通過底軸傳遞給兩軸端的液壓啟閉機(jī)。鋼壩閘門全開時(shí),閘門門頁臥于河底,閘孔上方可不設(shè)置任何建筑物,阻水作用小,對超標(biāo)洪水影響微乎其微,而且可以立閘蓄水,臥閘行洪排澇,還可以利用閘頂過水,形成人工瀑布的景觀效果。
隨著人們生活水平的提高,城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們越來越注重居住生活環(huán)境的改善和保護(hù)。城區(qū)兩岸堤防基本形成,沿河兩岸人口密集、空氣清新,是人們晨練、休閑、旅游的地帶。但由于山區(qū)在枯水季節(jié)河道干涸,影響河道凈化和城市美化,需修建對城市防洪的影響小、景觀效果好的閘壩。因此,鋼壩壩型有明顯的優(yōu)越性,作為該位置閘壩的首選。
在此期間,我們多次到達(dá)現(xiàn)場或通過電話聯(lián)系等方式,向水閘管理單位詳細(xì)了解了水閘安全運(yùn)行情況。通過了解得知,在水閘蓄水運(yùn)行以來,經(jīng)歷了幾次洪水,多次啟閉。目前,水閘閘頂溢流形成瀑布,閘頂漂浮物基本可引致下游,景觀效果較好,另外,洪水來臨時(shí),可迅速將閘門打開,且閘門開啟穩(wěn)定,開啟速度較快,一般是3~5分鐘,滿足泄洪要求,達(dá)到了設(shè)計(jì)效果。
1、鋼壩設(shè)計(jì)
1.1地基選擇及基礎(chǔ)處理
由于閘門跨度大(軸長),基礎(chǔ)不均勻沉降會(huì)嚴(yán)重影響閘門運(yùn)行安全,因此鋼壩對基礎(chǔ)要求高,一般為巖基,而砂卵石基礎(chǔ)則需經(jīng)過防滲、固結(jié)處理后才能作為鋼壩基礎(chǔ)。
1.2鋼壩設(shè)計(jì)
考慮鋼壩壩頂形成瀑布,不至于增加較多工程造價(jià),減小閘門自動(dòng)開啟的頻繁程度,確定頂部溢流高度為0.2m。
考慮山區(qū)河流洪水流量大,歷時(shí)短,往往洪水中夾帶大量的泥沙,可利用自動(dòng)啟閉裝置將閘門完全打開進(jìn)行泄洪沖砂,在已建的幾個(gè)鋼壩水閘中,堰高在0.5~1.0m,泥沙淤積較小,閘門運(yùn)行較為安全。
閘壩整體穩(wěn)定計(jì)算:抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用抗剪或抗剪斷強(qiáng)度公式,應(yīng)力計(jì)算采用材料力學(xué)法。最不利的工況以正常水位運(yùn)行工況為控制工況。
2、鋼壩運(yùn)行管理
2.1鋼壩運(yùn)行
1)鋼壩閘、啟閉機(jī)運(yùn)行前應(yīng)完成并再次檢查電控系統(tǒng)接線是否正確,各種參數(shù)設(shè)置是否適當(dāng),調(diào)整行程參數(shù),試驗(yàn)保證到位后能停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2)點(diǎn)動(dòng)試運(yùn)行鋼壩閘門的啟閉、啟閉機(jī)油缸活塞桿的伸縮,重新正確設(shè)置電控系統(tǒng)參數(shù),液壓系統(tǒng)參數(shù)(啟閉力在出廠前已設(shè)定好,一般不要改動(dòng),更不要超壓使用,啟閉速度可調(diào)整控制閥組上節(jié)流閥閥口開度。)。
3)觀察整個(gè)閘門的運(yùn)行狀況,啟閉機(jī)油缸活塞桿伸縮的同步性,閘門各止水部位、封水套、底鉸座等工作有無異常,觀察電控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的工作性能,并逐一試驗(yàn)鋼壩閘在五個(gè)鎖定位置,液壓鎖定器工作的正確性及可靠性。
4)待點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行調(diào)整后一切性能要求達(dá)標(biāo),即可切換到正常運(yùn)行模式正常工作。
5)本電控系統(tǒng)對兩側(cè)啟閉機(jī)各自活塞桿伸出的實(shí)際位置及運(yùn)行速度實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí),當(dāng)兩者動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)位置誤差超過30mm時(shí),電器系統(tǒng)能及時(shí)鎖定、報(bào)警,在調(diào)整、排除故障后方可再運(yùn)行。
6)如按用戶要求,鋼壩閘啟閉機(jī)上裝有應(yīng)急啟閉用的手動(dòng)油泵液壓系統(tǒng),則在無電狀態(tài)或電控運(yùn)行有故障時(shí)均可啟用手動(dòng)油泵系統(tǒng)。打開附圖中所示兩只節(jié)流截止閥,搖動(dòng)手動(dòng)泵手把和扳動(dòng)手動(dòng)換向閥即可啟閉閘門。注意:如手動(dòng)換向閥在一個(gè)位置下?lián)u動(dòng)手動(dòng)泵數(shù)次后啟閉機(jī)仍未動(dòng)作,要扳動(dòng)手動(dòng)換向閥換向,以免超壓。應(yīng)急啟閉完后,一定要關(guān)閉節(jié)流截止閥。
7)特殊情況處理:
閘壩為鋼壩閘門,由液壓設(shè)備及配套電氣設(shè)備控制啟閉,另外液壓系統(tǒng)需配備應(yīng)急手動(dòng)油泵裝置,如遇特殊情況,如停電、檢修、設(shè)備故障的原因,閘門不能正常及時(shí)啟閉時(shí),可以啟動(dòng)備用電源或手動(dòng)操作,操作力只需3Kg,這樣可更有效地保障了閘門的可靠運(yùn)行,安全性更高。最后一道安全保障,就是通過專用工具將液壓油放掉,讓水力將閘門緩慢推倒。
2.2鋼壩閘、啟閉機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)
1)本鋼壩閘由于在主要運(yùn)轉(zhuǎn)件--底轉(zhuǎn)軸鉸上采用了先進(jìn)的特殊復(fù)合材料NGA、NGB,允許水下運(yùn)行若干年無須加潤滑油,也不會(huì)銹蝕。
2)本鋼壩閘是一種特殊結(jié)構(gòu)的水閘形式,它沒有底門槽及側(cè)門槽,是門葉圍繞底軸放置的結(jié)構(gòu),故淤泥(沙)不會(huì)影響閘門的開啟與關(guān)閉。
3)針對淤積嚴(yán)重的地區(qū),一般在閘前設(shè)擋沙檻,應(yīng)定期清理被其擋住的大石塊,另啟閘泄洪時(shí),定期適當(dāng)調(diào)節(jié)閘門開度,提高水流速度,可有效的讓泥沙直接隨洪水沖至下游。
4)定期檢查閘門各止水橡膠的磨、破損及老化情況,定期檢查兩啟閉室中閘門底軸封水套填料的磨損情況,及時(shí)查漏及時(shí)更換。
5)啟閉機(jī)如有可能應(yīng)每月至少運(yùn)行一次,以防密封件老化。每年應(yīng)更換一次液壓油并清洗內(nèi)部。根據(jù)使用頻率,每2-3年檢查油缸密封件情況。如有損壞或老化應(yīng)更換。
6)鋼壩閘集成式液壓啟閉機(jī)常見故障及處理方法
集成式啟閉機(jī)為全封閉集成結(jié)構(gòu),因此油外泄漏少,無塵運(yùn)行控制閥塊故障率低。一般性故障及排除方法如下:
序號 | 故障現(xiàn)象 | 檢查事項(xiàng) | 處理方法 |
1 | 電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn) | 控制箱、接線電壓低、負(fù)荷太大 | 查看、更換電器元件,增設(shè)補(bǔ)償器 |
2 | 開機(jī)后無壓力 | 油位過低、控制閥塊中溢流閥芯有污物卡住 | 排除油位過低原因后加注油,清洗或更換控制閥塊 |
3 | 壓力低、油缸動(dòng)作無力或動(dòng)作不穩(wěn) | 控制閥塊溢流閥堵塞或調(diào)整值不對、油泵磨損內(nèi)泄加大、油缸活塞密封件損壞 | 重新調(diào)整溢流閥值或清洗更換溢流閥芯,更換油泵,更換活塞密封件 |
4 | 啟閉機(jī)在中間位置鎖定不好下滑 | 控制閥塊中液壓鎖卡住或閥芯磨損、油缸內(nèi)密封件磨損內(nèi)泄漏加大 | 清洗或更換閥芯 更換密封件
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