安徽省茨淮新河工程管理局 安徽 蚌埠 233000
摘要：荆山湖行洪区的大型进洪、退洪水闸具有降低淮南至蚌埠水位、保障汛期蚌埠淮南等城市工矿圈安全性等重要意义，闸门启闭机操作的灵活性与便捷性与水闸运行的稳定性与安全性息息相关，本文以荆山湖行洪区所采用的卷扬启闭机为研究对象，探究其在水利工程中的应用及存在问题。
关键字：闸门启闭机；水利工程；应用
一、引言
荆山湖行洪区位于安徽省蚌埠市怀远县，属于温带半湿润季风气候区，气候温和，四季分明，季风气候特征明显，年平均气温14.5℃，该区无霜期一般年份217天左右，多年平均降水量911mm，降水多集中6~9月，约占全年61%。荆山湖行洪区地处淮河干流北岸，西南与汤渔湖行洪区相邻，东北临茨淮新河入淮处，为东西宽约4km，南北长约20km的狭长形洼地，行洪区面积72.1km2，耕地面积8.6万亩，区内庄台居住人口855人。早期的行洪区一般启用爆破炸口方式进行行洪，口门行洪难度较大，行洪流量往往难以达到预期设计，行洪效果不尽如意，而在洪水进入行洪区后，荆山湖行洪区又无法灵活有效地控制洪水的退水。为充分发挥荆山湖行洪区在降低淮南至蚌埠水位、保障汛期蚌埠淮南等城市工矿圈与正阳关以下淮北大堤的安全性等方面的重要作用，加强对淮河洪水的调度与控制，按照党中央与国务院的指示，2003年水利部淮河水利委员会批复同意兴建荆山湖行蓄洪区的进洪与退洪大型水闸工程。以进洪闸为例，荆山湖行洪区的进洪闸位于行洪区上口门附近，采用开敞式水闸形式，水闸设计流量为3500m3/s，共31孔，单孔净宽10m，总净宽310m。水闸底槛高程▽17.5m，闸顶高程▽26.0m，闸室顺水流方向长19m，中墩厚1.4m，边墩厚1.2m，闸室总宽度352m。闸室底板为两孔一联分缝的分离式底板型式，大底板厚1.5m，小底板厚1.2m，大小底板间设搭接缝，缝间设二道橡皮止水。启闭台布置在闸室下游，顶面高程为▽36.1m，启闭机大梁支撑于排架上，启闭机台上设启闭机房，净高4.5m，宽均为5.2m。大型水闸是荆山湖行洪区水利工程中的枢纽环节，闸门启闭机是大型水闸的启闭控制设备，启闭机的操作难易、灵活程度与工作安全性与大型水闸能否正常安全运行息息相关。本文以荆山湖行洪区的大型水闸中所采用的卷扬启闭机为例，探究闸门启闭机在大型水闸与水利工程中的应用，对提升闸门启闭机的稳定性与安全性具有重要意义。
二、卷扬式启闭机的工作原理与优缺点
荆山湖行洪区大型水闸中所采用的启闭设备为卷扬启闭机，卷扬式启闭机的工作原理为将齿轮转动的动能转化为带动启闭机升降的机械能，其具体工作流程为，利用钢索或者钢索滑轮作为吊具，使得其与闸门之间形成连接，然后通过一台电动机驱动，由电念头经过带动开放式齿轮和减速器驱动，驱动卷筒旋转转变，通过钢丝绳在卷筒上的收放，经过滑轮和均衡滑轮完成吊具的起落，带动闸门上升或下降，进而控制闸门启闭机的启动与关闭状态[1]。卷扬式启闭机是由机架、起升机构、电气节制系统构成，机架主要用于安装卷扬式启闭机的如起升机构、电气节制系统等组成部件，并能够有效保障卷扬式启闭机的正常安全运行，起升机构主要由滑轮组、卷筒组、驱动安装（包罗方式齿轮副、减速器、制动器、电念头等）及等部件构成[2]。
卷扬式启闭机有下列优点：由于卷扬式启闭机通过了减速箱和减速齿轮的减速，其减速程序多、速比大。有时则又通过了滑轮组作倍率放大，因此可以获得较大的启门力，适用于较大孔口尺寸和水头的闸门[3]。钢丝绳缠绕在绳鼓上，一般缠绕单层，也可缠绕多层。因此卷扬式启闭机的行程实际上不受限制，便于开启具有较大行程的闸门或深孔闸门。钢丝绳的受力方向可以适当摆动，也可以通过附加埋置的转向滑轮改变其受力方向。因此闸门与启闭机的配合，具有较大的灵活性[4]。在采用电动时，启闭的速度铰快，适用于事故闸门和经常启闭的闸门。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，卷扬式启闭机的结构简单易于制造，在运维管理等方面具有其他启闭机无法媲美的便捷性。
三、卷扬式启闭机在水利工程中的应用
卷扬式启闭机具有构造简单、启门力较大、操作灵活、启闭速度快等优势，在大型水闸水利工程中具有广泛的应用场景，其应用成效显著，荆山湖行洪区的进洪闸与退洪闸即采用卷扬式启闭机，将卷扬式启闭机设置在进洪水闸工程的进水口高程闸室内，用于启动与关闭进洪闸与退洪闸。其在控制水闸闸门启闭的具体操作流程如下：
（1）提升闸门
我们这没有冲水平压系统进行充水平压，我们开启闸门不需要上、下游的水压力相当的。我们这不是船闸，我们是进洪闸，就是洪水很大的时候才使用的闸，就是在水位差很大的时候才需要开启闸门的
荆山湖行洪区闸门的提升是采用上位机远程操作并控制的，在提升水闸的闸门之前，上位机通过计算机监控系统检测所到达闸门的水位，并预先利用塔体内的充水平压系统进行充水平压，使闸门上、下游的水压力相当，形成平压，再操作上位机的提升闸门按钮，使得水闸的闸门向上提升，当闸门到达一定高度后启闭机自动切断电源停止运行[5]。
（2）降落闸门
荆山湖行洪区闸门的降落同样是采用上位机远程操作并控制的，在降落水闸的闸门之前，预先通过点动，使闸门稍微提起，解除对闸门的锁定，再操作上位机的关闭闸门按钮，使得水闸的闸门向下降落，当闸门下降到一定位置（极限位置）时，启闭机会自动切断电源，启闭机停止运行。
卷扬式启闭机在水利工程中的应用根据其结构组成中是否含有滑轮组可以分为两大类：
（1）无附加滑轮组的弧门固定卷扬启闭机
无附加滑轮组的弧门固定卷扬式启闭机是在大型水闸的闸门之前设置吊耳板，然后将卷筒的钢丝与闸门的吊耳直接连接起来，通过卷筒钢丝的转动直接牵引闸门的抬升与下落。由于吊耳板设置于水闸的闸门之前，因此这种无附加滑轮组的卷扬启闭机设计方式与附加滑轮组的卷扬启闭机相比能够在更好地降低水闸闸门本身所承受的牵引力[6]。此外，这种卷扬启闭机的设计减少了滑轮组的使用，也减少了因滑轮组设计而带来了钢绳消耗与钢绳弯折，不仅可以降低卷扬启闭机的生产成本，还能减少因滑轮组力臂存在而产生的能量消耗，无论是在安装步骤还是后期的运维管理等方面都具有一定的优势。
（2）附加滑轮组的弧门固定卷扬启闭机
附加轮滑组的弧门固定卷扬式启闭机与无附加滑轮组的卷扬启闭机相比，其应用场景更为庞大，应用前景也更加宽广。附加滑轮组的弧门固定卷扬机应用的场合一般有明显的特 征，即在潜孔式的闸门上进行起吊处理，这种闸门在上世纪末开始进入广泛使用阶段。带滑 轮组的弧门固定卷扬机加入了滑轮的使用后，就会减少原材料的使用和维修保养的经济成本，这对工程设计和实际使用都是十分必要的。这种卷扬机由于其设计的原理和设计的特 点，被人称之为后拉式的卷扬机。这种卷扬机的最大优点就是有效地避免了可能出现的干扰和经济成本的扩大，但是其弊端在于，在设计和组装的时候会过于繁琐，而且会降低其经济 效益。
四、结论
卷扬式启闭机具有构造简单、启闭速度快、操作灵活、等优势，在大型水闸与大型水利工程中应用广泛，荆山湖行洪区大型水闸中所采用的启闭设备即为卷扬启闭机，本文对卷扬式启闭机的基本结构、工作原理、主要类型、不同类型的卷扬式启闭机在水利工程的应用进行分析，对提高卷扬式启闭机在水利工程中的应用效果具有重要意义。
参考文献
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论文作者:李蒙蒙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/7
标签：闸门论文; 水闸论文; 启闭机论文; 启闭论文; 水利工程论文; 蚌埠论文; 卷扬机论文; 《防护工程》2017年第19期论文;