董 雷， 程 鴻， 王小貝， 陳 課， 張 鋼， 王立韜

（長(zhǎng)江三峽通航管理局， 湖北 宜昌 443002）

1 三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)更新改造的工藝情況簡(jiǎn)介

1.1 探究背景

行程開(kāi)關(guān)主要反映機(jī)械運(yùn)動(dòng)的行程，發(fā)出命令并控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方向或行程大小[1]。2021 年三峽船閘實(shí)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(mén)行程開(kāi)關(guān)四年更換一次，在更換期間，首先分割相應(yīng)長(zhǎng)度金屬管，將開(kāi)關(guān)電纜穿過(guò)金屬管。更換行程開(kāi)關(guān)的項(xiàng)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(mén)井施工的其他項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，確認(rèn)無(wú)交叉作業(yè)，方可施工。施工時(shí)，兩人下井拆除舊行程開(kāi)關(guān)，更換新行程開(kāi)關(guān)，待拆除和緊固的金屬管位置較遠(yuǎn)時(shí)，更換人員須到反弧門(mén)旁澆筑的小型平臺(tái)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(duì)從井下接上來(lái)的電纜進(jìn)行號(hào)碼管串接更新，并在電氣行程開(kāi)關(guān)柜完成對(duì)應(yīng)的接線任務(wù)，最后通過(guò)反弧門(mén)實(shí)際運(yùn)行到下滑位、關(guān)終、開(kāi)終、檢修位四個(gè)位置，并檢測(cè)是否更換到位，無(wú)異常后完工清場(chǎng)。此過(guò)程看似簡(jiǎn)單，實(shí)則充滿安全隱患。本文在此大背景下展開(kāi)探究。

1.2 探究的必要性

三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)更換過(guò)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(shí)，更換反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)需要反復(fù)放線，更換難度大。反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)共有8 條電纜，兩兩一對(duì)，4 組開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)4 次放線，4 次下放金屬軟管，過(guò)程復(fù)雜。

垂直面施工安全隱患大。拆除、緊固反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)時(shí)，更換人員須從檢修平臺(tái)上到反弧門(mén)旁基礎(chǔ)澆筑的小型平臺(tái)上進(jìn)行施工，施工包括對(duì)舊硬線剪斷，拆除舊開(kāi)關(guān)、更換新開(kāi)關(guān)，加設(shè)硬線緊固新開(kāi)關(guān)。在此期間除安全繩外，無(wú)其他安全措施。施工時(shí)，隨身攜帶扳手等工具行動(dòng)不便，無(wú)可靠抓牢點(diǎn)，遇到雨天地面濕度大，腳下易滑，安全風(fēng)險(xiǎn)加大。

垂直面施工耗時(shí)耗力。2021 年三峽船閘北線大修，負(fù)責(zé)對(duì)反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)更換的小組在對(duì)其井下施工時(shí)，長(zhǎng)則多達(dá)兩個(gè)多小時(shí)，平均在井下施工一個(gè)小時(shí)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(guò)程耗時(shí)耗力，對(duì)施工人員的身體要求較高。

因此，必須對(duì)三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)更新改造的工藝進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)一種硬式塑料管便于穿裝行程開(kāi)關(guān)，加裝于垂直面，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省時(shí)間和體力，利于提高檢修效率。

2 三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)硬式塑料管探究意義

結(jié)合三峽船閘的實(shí)際情況，對(duì)三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)更新改造上，面臨著更換難度大，存在安全隱患等問(wèn)題，通過(guò)工藝優(yōu)化，便于更換人員快速更換，省時(shí)省力，可降低工作人員安全風(fēng)險(xiǎn)，提高檢修效率。

3 三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)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(kāi)關(guān)時(shí)直接從管道里面抽出舊的，更換新的，此過(guò)程無(wú)需檢修人員到反弧門(mén)旁基礎(chǔ)澆筑小型平臺(tái)上進(jìn)行施工，降低了施工人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，免于在垂直面長(zhǎng)時(shí)間操作，并且可提高更換效率，節(jié)省時(shí)間，檢修效率大大提升。如此一來(lái)，大修時(shí)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?？茖W(xué)設(shè)計(jì)硬式塑料管，使之符合閥門(mén)井下反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)裝設(shè)的要求，前期準(zhǔn)備尤其重要，測(cè)量工作是前提。

3.1 前期測(cè)量

行程開(kāi)關(guān)共計(jì)8 只（下滑位1、下滑位2、關(guān)終1、關(guān)終2、開(kāi)終1、開(kāi)終2、檢修位1、檢修位2 各1 只），同位置的兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)共用一根金屬管，共計(jì)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(kāi)關(guān)前，更換人員根據(jù)實(shí)際所需長(zhǎng)度截取。

3.1.1 測(cè)量直徑更換時(shí)截取金屬管，測(cè)量金屬管直徑dj，設(shè)計(jì)相對(duì)硬式塑料管直徑ds。（ds微大于dj）

3.1.2 測(cè)量長(zhǎng)度

測(cè)量閥門(mén)井井口到各個(gè)行程開(kāi)關(guān)的高度差，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)硬式塑料管長(zhǎng)度Ls，共計(jì)四個(gè)位置，下滑位、關(guān)終、開(kāi)終、檢修位對(duì)應(yīng)四個(gè)長(zhǎng)度，對(duì)于三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)的實(shí)際情況，下滑和關(guān)終、檢修和開(kāi)終位置接近，根據(jù)實(shí)際定制硬式塑料管的長(zhǎng)度可用相同長(zhǎng)度，即下滑位、關(guān)終對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度L1，開(kāi)終、檢修位對(duì)應(yīng)L2。

3.2 硬式塑料管設(shè)計(jì)

3.2.1 圓形四孔設(shè)計(jì)

圓形四孔設(shè)計(jì)，圓形塑料管對(duì)應(yīng)金屬管，金屬管從塑料管穿過(guò)，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(duì)應(yīng)四根金屬管，避免更換金屬管時(shí)金屬管間相互磨擦，不便提升，設(shè)計(jì)相互獨(dú)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(jì)

兩端加裝扣合式格蘭頭設(shè)計(jì)，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(shí)，金屬管滑落至閥門(mén)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(kāi)關(guān)接頭，失去信號(hào)。

扣合式格蘭頭采用兩個(gè)半圓形設(shè)計(jì)，在加裝時(shí)避免從金屬管頭部穿到硬式塑料管兩端，過(guò)程繁雜，采用扣合式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在金屬管穿過(guò)硬式塑料管后直接扣合硬式塑料管兩端，對(duì)金屬管進(jìn)行固定，避免脫落風(fēng)險(xiǎn)。

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(mén)行程開(kāi)關(guān)，在相對(duì)的硬塑料管上打印對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)文字，例如在對(duì)應(yīng)開(kāi)終長(zhǎng)度硬式塑料管兩端打印“開(kāi)終”字樣，在檢修位對(duì)應(yīng)的硬式塑料管打印“檢修位”字樣，在對(duì)應(yīng)關(guān)終長(zhǎng)度硬式塑料管兩端打印“關(guān)終”字樣，在對(duì)應(yīng)下滑位對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度硬式塑料管兩端打打“下滑位”字樣，每根塑料管長(zhǎng)度與文字一一對(duì)應(yīng)。更換時(shí)，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(kāi)關(guān)穿裝于金屬管并下放到井下，上下兩端同時(shí)用格蘭頭進(jìn)行固定，施工方便快捷，省時(shí)省力。

3.3 硬式塑料管安裝

在墻體上對(duì)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(duì)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(shí)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(jì)

為了便于放線，硬式塑料管均采用圓形管道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)管道內(nèi)徑dn微大于金屬軟管dj、為便于反弧門(mén)各個(gè)行程開(kāi)關(guān)位置的更換，需要安裝4 根硬式塑料管，長(zhǎng)度分別對(duì)應(yīng)為L(zhǎng)1、L2。

4 檢測(cè)可行性

經(jīng)過(guò)系列設(shè)計(jì)并試制一根硬式塑料管，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可行性，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)項(xiàng)目其他施工人員在反弧門(mén)井進(jìn)行安裝，安裝時(shí)由三方共同協(xié)調(diào)，在三峽船閘運(yùn)行停止時(shí)進(jìn)行施工，對(duì)其進(jìn)行安裝工作，安裝過(guò)程中，由三峽船閘維修部與運(yùn)行部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)，獲取相應(yīng)時(shí)間進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，對(duì)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(duì)試驗(yàn)中存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化、完善設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制作，最終在三峽船閘24 個(gè)閥門(mén)井進(jìn)行安裝使用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)間推移，三峽船閘的設(shè)備使用時(shí)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(shí)更換反弧門(mén)行程開(kāi)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(jiǎn)單，減少了安全隱患，更換人員省時(shí)省力可為更換三峽船閘反弧門(mén)行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)化工藝提供參考。