葛洲坝船闸快速检修工艺初探
摘要:本文从检修管理模式、施工组织设计、检修资源投入、检修技术工艺等方面简要分析了提高船闸检修效率的策略,介绍了葛洲坝船闸快速检修实践,就葛洲坝船闸下阶段快速检修发展方向提出了建议。
关键词:葛洲坝船闸快速检修
葛洲坝水利枢纽是干流上修建的第一座大型枢纽,是三峡的反调节和航运梯级,由电站、泄水闸、冲沙闸及挡水建筑物等组成。葛洲坝水利枢纽共建有三座船闸,一号船闸布置在枢纽右侧的大江航道上,二号船闸、三号船闸布置在枢纽左侧的三江航道上。一号船闸、二号船闸的闸室有效尺寸280m×34m(长×宽),槛上最小水深5m;三号船闸的闸室有效尺寸120m×18m(长×宽),槛上最小水深3.5m;三座船闸的最大工作水头均为27m。
葛洲坝船闸计划性大修的周期为6年,即每2年就要进行1座船闸的大修。船闸计划性大修具有检修范围广、项目多等特点,检修项目涉及水工建筑物、金属结构、机械设备、电气设备、通信系统、辅助设备等,重点在于恢复和提高船闸的整体安全技术性能,确保下轮计划性大修前船闸的安全稳定运行。船闸计划性大修停航时间较长,对船闸的航运通过能力有较大影响。
随着西部大开发战略的实施和长江航运事业的发展,葛洲坝船闸的货物通过量持续高速增长,并于2011年首次突破亿吨大关,达到1.04亿吨。船舶过坝需求与船闸通过能力的矛盾加剧,迫切需要缩短船闸停航检修时间,提高枢纽航运通过能力。
提高船闸检修效率的策略
船闸检修效率与检修管理模式、施工组织设计、检修资源投入、检修技术工艺等要素有关。
1、检修管理模式
葛洲坝船闸计划性大修具有任务重、工期紧、参修单位多、各项目互相交叉牵制、管理协调要求高等特点,是一项系统性工程。为提高船闸检修效率,需要建立层级清晰、运转协调的组织管理机构,建立分工明确、运行高效的协调决策机制,以强化对船闸检修全过程的管理,凝聚参修各方的合力,优化人力、物力、财力、场地等检修资源的组织和分配。
2、施工组织设计
葛洲坝船闸计划性大修项目众多、专业面广、内容繁杂,很多项目存在相互交叉、相互制约的问题。通过科学的施工组织设计,合理确定船闸检修项目内容,统筹安排船闸检修项目计划、施工步序,优化调度人力资源、技术资源、检修装备、备件材料和保障条件,有序分配场地资源和施工面,加强对船闸检修全过程的精准把握和节点控制,是提高船闸检修效率的关键。
3、检修资源投入
加大船闸检修的人员、资金、装备、材料等资源投入,特别是加大工期关键线路上检修项目的资源投入,是缩短船闸停航检修工期的重要保障。葛洲坝船闸设备设施种类繁多,很多属于非标设备、大型设备、精密设备,检修要求高、难度大。工欲善其事,必先利其器,要特别重视船闸检修专用装备和工具的研究开发,以降低劳动强度、提高检修效率、确保施工质量。另外,加大资金投入,采取设备总成整体更换的检修策略,也可以大幅提高检修效率。
4、检修技术工艺
作为高水头大型船闸,葛洲坝船闸设备设施规模大、结构复杂,其检修环节众多、工序复杂、技术要求高,必须注重新技术、新工艺、新材料在船闸检修中的应用。通过检修技术进步、检修工艺优化,一方面提高船闸检修效率,缩短停航检修时间;另一方面提高检修质量和设备技术水平,从而避免因设备缺陷造成停航抢修,并减少下个周期检修的工作量。
葛洲坝船闸快速检修实践
随着葛洲坝船闸通航压力的不断加大,从2005年的一号船闸计划性大修开始,葛洲坝船闸的运行管理单位长江三峡通航管理局(以下简称三峡通航局)提出了快速检修的要求,经过多年的探索,取得了明显的成效。笔者对1991年以来葛洲坝船闸计划性大修停航工期进行了统计,1991年-2004年大修平均停航时间为92.14天,2005年-2012年大修平均停航时间为66.5天,详见表1。
1、优化检修管理
为加强对葛洲坝船闸计划性大修工程的组织领导,从大修准备阶段开始,三峡通航局即按照集中领导、统一指挥、群策群力、高效运行、保障有力的总原则,成立大修组织管理机构。设立船闸大修领导小组,负责工程的组织领导,落实工程目标责任制,审定重大计划和重要方案,负责工程实施重要事项的决策,协调指挥重大工作。以船闸检修专业化队伍通航工程技术中心为主,组建大修现场指挥部,具体负责工程施工的指挥、管理与协调工作,负责工程质量、进度控制和现场安全管理,负责外施队伍的施工管理,负责工程现场文明施工管理。局有关职能部门组建工程管理组、安全管理组等机构,行使有关管理和服务职能。
这种管理模式结构简化、职责清晰、分工明确,特别是将职权充分下沉到通航工程技术中心,调动和发挥了船闸检修专业化队伍的积极性、创造性。另外,这种管理模式也利于集中全局人力、物力、财力,共同做好船闸计划性大修工作。
2、创新施工组织
将船闸计划性大修划分为停航期和非停航期两大阶段,尽量将检修项目安排在非停航期,停航期重点安排水下项目和必须停航实施的项目,降低停航检修的压力。及早实施船闸停航大修前的预检,摸清设备设施技术状况,特别是水下设备的技术状况。在技术、人力、资金、设备材料、外协加工等方面进行充分的准备,制订详细的施工组织设计方案,运用网络计划技术,停航期的施工计划精确到每日的各个时段,坚持以时保天、以天保周、以周保月。强化施工现场管理,加强网络计划执行情况的监督,精细实施过程管理、节点控制,船闸检修的各个关键环节衔接紧凑,并根据施工现场情况适时优化调整网络计划。
通过严格控制停航检修的工作量,扎实开展检修各项准备工作,制定精细化的施工作业计划,合理调配检修资源,精确开展施工过程控制,大为缩短了停航检修工期。另外,统筹三峡-葛洲坝两坝船闸检修安排,同步实施停航检修,以保证两坝船闸的匹配运行,减小船闸停航检修带来的通航压力。
3、加大资源投入
葛洲坝船闸计划性大修工程是三峡通航局的一项非常重要的工作,每次船闸大修都凝聚了全局上下的合力。一是在人力、财力、物力上给予倾斜,打造一支技术精湛、装备先进的专业化船闸快速检修队伍;二是加大投入,建设船闸检修基地,配备大型吊车、检修工具车、加工机床等设备,建设船闸检修备品备件库和检修车间;三是自主创新,研发了大型人字门同步升降系统、人字门顶底枢拆除工装、反弧门钢止水修磨工装、底枢异形橡皮止水安装工装等快速检修设备;四是全局支援,在船闸大修期间抽调具有船闸检修经验的技术人员和技术工人,充实船闸检修力量;五是船闸检修专业化与市场化相结合,建立船闸检修社会资源数据库,加工件制作、金属结构防腐、水下施工作业等项目充分利用社会资源。
上述措施,为缩短船闸大修工期提供了坚实的资源保障。特别是自主研发的一系列船闸检修专用工装,改变了葛洲坝船闸原有的传统检修手段,提高了船闸检修的效率和质量,同时也锻炼了一批精通船闸检修的技术人才。
4、强化技术创新
三峡通航局对三十年来的船闸检修经验进行总结、凝练,在检修技术、检修工艺、新材料应用等方面不断探索,船闸快速检修能力得到很大提升。通过试验、试制等方法,优化了人字门顶落门、大件吊装、输水阀门钢止水修复、结构缝渗漏化学灌浆、输水廊道混凝土表面蚀损修补、金属结构喷锌防腐等项目的检修技术和工艺,形成了检修标准化预案和检修标准项目库。在船闸电气设备检修中广泛采用智能控制器件、变频调速装置、新型传感检测元件等新设备,使用水下环氧混凝土、镍基自熔性合金等新材料进行水下砼结构破损修复和支枕垫块表面修补,取得很好的效果。分析船闸快速检修备件需求,研究各类备件的技术特征和时间特征,优化了葛洲坝船闸备件策略。运用信息系统对人力资源、技术资源、备件材料和检修装备进行科学管理和合理调配,实现维修资源的快速组织与安排。
通过船闸检修技术的不断创新,特别是针对人字门及其启闭机修理、输水廊道破损修补、大型金属结构防腐蚀等影响船闸停航检修直线工期的重点项目,开展快速检修技术与工艺的研究,有力压缩了船闸停航检修的工期。
结语
经过多年的探索和实践,三峡通航局初步建立了船闸快速检修体系,有效提高了船闸检修效率,保障了葛洲坝船闸乃至三峡船闸的安全稳定运行,取得了明显的成效。
葛洲坝船闸检修以计划维修为主,状态维修尚处于摸索阶段。与以设备状态监测诊断为基础的状态维修相比,计划维修的周期和维修项目偏于保守,即周期较短、维修项目较多,增加了船闸停航检修时间。因此,建设葛洲坝船闸设备状态监测诊断系统,并以此为基础实现船闸的状态检修,延长船闸大修周期,缩短停航检修时间,减少应急抢修,是下阶段工作的重点方向。
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