淺談大壩閘門故障原因及排除方法

曾憲忠

貴州省松柏山水庫管理處 貴州貴陽 550025

1 工程案例

因此，有必要采取有針對(duì)性的措施，解決存在的故障，確保整個(gè)水利工程的運(yùn)行安全。

松柏山水庫壩址位于貴安新區(qū)黨武鄉(xiāng)松柏村境內(nèi)，屬長江流域?yàn)踅的厦骱由嫌?，距貴陽市中心32km，是貴陽市頭上“三盆水”之一。1975 動(dòng)工興建，1987 年竣工正式投入運(yùn)行，水庫功能調(diào)整為城市防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉等多功能綜合性水利工程。于1975 年動(dòng)工興建，1980 年建成蓄水至今，金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備的安裝均在1980-1985 年間，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間久。由于設(shè)施設(shè)備老化、設(shè)計(jì)缺陷、技術(shù)落后、控制系統(tǒng)單一等原因存在安全隱患。于2007 年7 月，正正值汛期，底孔工作閘門正處于以60m3/s 流量開啟泄洪狀態(tài)，當(dāng)泄洪到規(guī)定水位時(shí)，執(zhí)行閉門操作，控制系統(tǒng)異常，閘門關(guān)閉不了，立即啟動(dòng)事故檢修閘門執(zhí)行動(dòng)水關(guān)閉，同樣關(guān)閉不了，下游水庫蓄洪壓力增大，單位立即組織人員對(duì)工作閘門控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障排查，最后判斷是控制系統(tǒng)plc 模塊故障，因當(dāng)時(shí)控制柜只有現(xiàn)場自動(dòng)一種控制方式，立即制定搶修方案，避開plc 模塊控制，通過以繼電器控制為核心的手動(dòng)控制方式，最后閘門得以關(guān)閉，緩解了下游蓄洪區(qū)域壓力，未造成安全事故。針在規(guī)定工況內(nèi)不能正常運(yùn)行，存在安全隱患。事后，針對(duì)此類情況，立即組織維修人員對(duì)閘門、啟閉機(jī)、控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查及維修養(yǎng)護(hù)，委托專業(yè)性較強(qiáng)的單位開展安全鑒定工作，對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)核檢測評(píng)價(jià)，于2009 年，根據(jù)安全鑒定結(jié)論，結(jié)合實(shí)際情況，制定了貴州省松柏山水庫放泄水設(shè)施更新改造方案[1]。

2 水庫大壩閘門故障與原因

控制系統(tǒng)控制大壩閘門開啟和關(guān)閉，控制系統(tǒng)一般由上位機(jī)、智能控制模塊、傳感器、電力拖動(dòng)系統(tǒng)等組成，最終是由電機(jī)、減速器通過傳動(dòng)軸、鋼絲繩、拉桿等部件帶動(dòng)閘門實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)大壩閘門的開啟和關(guān)閉工作，這樣對(duì)控制系統(tǒng)的安全可靠靈活、傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑、電機(jī)容量等要求較高。對(duì)于使用時(shí)間較長、原有設(shè)計(jì)存在缺陷的水庫閘門來說，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生故障問題。上述水庫大壩經(jīng)安全鑒定單位進(jìn)行復(fù)核及運(yùn)行管理人員故障排查，故障原因主要有：一是在水庫工程設(shè)計(jì)缺陷，底孔事故檢修閘啟閉電機(jī)機(jī)容量偏小、閘門配重偏??；二是底孔工作閘門控制系統(tǒng)控制方式單一，缺乏備用控制方式，可靠性較差，導(dǎo)致本次事故的發(fā)生[2]。

3 水庫閘門故障的排除方法及管理措施

3.1 閘門故障排除方法

（1）排除方法。閘門故障主要是檢查啟閉機(jī)控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)，判斷是控制系統(tǒng)還是傳動(dòng)系統(tǒng)有故障，并做好故障排除和維護(hù)保養(yǎng)。由于本工程底孔工作閘門無法關(guān)閉，如控制系統(tǒng)故障，短時(shí)間無法判斷故障部件，最有效的方法是增設(shè)備用控制方式，切換備用控制方式，可進(jìn)行快速排查，事后在進(jìn)行逐一排查；電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要是檢查啟閉電機(jī)及各電氣元件、電力線路；傳動(dòng)系統(tǒng)通過檢查傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑情況、閘門、連桿、軸套螺絲是否脫落等。

（2）優(yōu)化控制措施。隨著新時(shí)期網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制手段已不能滿足當(dāng)前水庫閘門控制的要求。為確保水庫運(yùn)行安全，本水庫于2008 年對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)完善，主要對(duì)原有集中控制方式系統(tǒng)、現(xiàn)場自動(dòng)控制方式進(jìn)行了升級(jí)，增設(shè)了現(xiàn)地單機(jī)獨(dú)立控制方式、現(xiàn)地繼電器開關(guān)控制方式，各種控制方式可隨意切換，對(duì)大壩閘門控制措施進(jìn)行了有效優(yōu)化，2009 年實(shí)施了貴州省松柏山水庫放泄水設(shè)施更新改造工程，對(duì)底孔事故檢修閘門的啟閉室改造、啟閉機(jī)更換、門體更換，于運(yùn)行安全性、可靠性大大增加[3]。

3.2 大壩閘門長期管理措施

一是貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的防洪方針，嚴(yán)格執(zhí)行《水庫大壩安全管理?xiàng)l例》標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，進(jìn)一步完善大壩閘門安全運(yùn)行管理機(jī)制，對(duì)大壩進(jìn)行全過程監(jiān)測和檢查。及時(shí)整理分析大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)，第一時(shí)間掌握大壩運(yùn)行情況。定期進(jìn)行大壩的維護(hù)和運(yùn)行維護(hù)，保證大壩閘門啟閉設(shè)備的正常運(yùn)行。保證水利工程的安全運(yùn)行，必須充分保證水利工程的安全運(yùn)行。管理部門應(yīng)制定定期大壩安全檢查和故障識(shí)別制度。特別是在洪水前后和暴雨后，要對(duì)大壩和閘門進(jìn)行全面的安全檢查。

二是為確保大壩運(yùn)行安全，必須提前排除安全隱患，即使是在每年的枯水期。特別是水電工程的細(xì)部，要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行記錄和檢查。大壩閘門故障是一個(gè)長期積累的問題，為了保障國家財(cái)產(chǎn)、人民生命安全，水利工程人員肩負(fù)著重要責(zé)任，在日常工作中不能有絲毫懈怠。

三是全面加強(qiáng)原始資料保存。在緊急情況下，我們能夠做出準(zhǔn)確的決策，及時(shí)采取有效措施，在最短的時(shí)間內(nèi)解決問題，避免因延誤故障排除而造成更嚴(yán)重的問題。

四是為了以防萬一，管理單位需要時(shí)刻準(zhǔn)備好防汛搶險(xiǎn)物料準(zhǔn)備工作，特別是要準(zhǔn)備好充足的閘門故障常用設(shè)備與材料。一旦大壩發(fā)生險(xiǎn)情征兆，管理單位需要立即上報(bào)給主管部門、上級(jí)防汛指揮機(jī)構(gòu)，第一時(shí)間采取搶救措施。

4 結(jié)語

綜上所述，大壩閘門的運(yùn)行工況非常復(fù)雜，有必要根據(jù)閘門的故障情況，分析具體故障的原因，并采取相應(yīng)的解決措施。由于閘門故障是多種功能共同作用的結(jié)果，因此應(yīng)將預(yù)防和監(jiān)測放在首位。通過分布式控制系統(tǒng)的建設(shè)，可以有效加強(qiáng)閘門控制，實(shí)現(xiàn)綜合控制，保證大壩閘門控制的安全可靠。