三峡船闸系统联合调试质量监控.docx

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三峡船闸系统联合调试质量监控

三峡船闸系统联合调试质量监控

摘要:

长江三峡工程双线五级船闸金属结构和机电设备联合调试是确保船闸正常运行的重要手段。

调试工作涉及船闸的各种设备、土建工程和水力学监测等方面，技术比较复杂。

联合调试在国内尚属首例。

调试过程中，采取事前控制为主，加强过程监控与事后检查相结合的方法，对全过程进行质量控制，在落实预防措施和对策中实现了质量控制目标，使联合调试工作满足船闸试通航的要求。

关键词:

三峡船闸；联合调试；质量监控

1工程概况

三峡双线五级船闸，位于枢纽左岸坛子岭左侧。

南北两线船闸可同时或单独运行，每线船闸由6个闸首和五个闸室组成，总长1621m,上下游总水头113m,单级最大工作水头45.2m。

闸室平面有效尺寸280mX34m（长X宽），坎上最小通航水深5m。

船闸及其引航道最大可通航万吨级船队，每年单向通过能力为5000万t。

年通航天数335d,每天过闸22次。

是长江航道中的重要通航建筑物。

1.1双线船闸控制系统组态

船闸监控系统具有很高的安全性、可靠性、实用性、开放性、先进性、可扩性和抗干扰性，而且系统具有良好的可操作性和可维修性。

采用分层分布式系统结构，按照功能划分为现地控制系统、计算机集中监控系统、通航信号及广播指挥系统和工业电视系统，并在系统的重要部位采用冗余配置。

双线船闸控制系统的组态见图1。

1.2集中和现地站控制系统

南北两线船闸各设置1套集中监控系统和12套现地子站系统设备。

对船闸各主要设备实现运行控制和监视、船只过闸的监视和指挥。

现地子站与集中监控系统设备之间采用光缆连接。

每个现地子站作为船闸整体运行自动监控系统的一个基本单元，除具有对本闸首的液压泵站、人字闸门、主输水廊道工作阀门及六闸首辅助泄水阀门、防撞警戒装置（二、三闸首）、通航指挥信号装置等现地设备进行现地监控基本功能外，还能接受集控站的程序控制指令，采集液压站系统信息、现地闸阀门开度位置信息、水位检测数据以及相邻闸首闭锁信号，经预处理后输出操作执行指令，并向计算机集中监控系统上送现地信息，上位机系统依据这些信息，做出控制决策，完成船闸整体运行的监控任务，使船只（队）高效、安全顺利过闸。

正常情况在集控楼操作，检修和应急情

况在现地操作。

船闸集中监控系统与现地子站、桥机控制系统、火灾自动报警系统、排水泵控制系统、变电所以及三峡通航集中调度系统等都有技术接口,以满足整个集中监控系统与各个系统之间的信息交换和控制指令执行。

1.3调试阶段划分

船闸金属结构和机电设备联合调试工作分为单闸首设备（闸阀门、启闭机械等）联动调试、无水系统联合调试、有水系统联合调试三个阶段进行。

其中有水系统联合调试又分抽水供水有水系统联合调试和试运行期内的有水系统联合调试两个阶段。

1.4联合调试的目的和工作范围

船闸金属结构及机电设备安装和单项设备调试完成后，通过联合调试，对船闸金属结构及启闭机设备、监控系统的联合运行性能进行检测和调试，对闸门、阀门、输水廊道的运行性能以及水力学、高边坡及船闸建筑物变形渗流等方面进行监测，对集中控制系统及所有的船闸辅助设备的联合运行功能（包括技术性能）进行验证和进一步调试完善，并对船闸的运行过程和土建工程运行状况进行检验，为船闸的试运行作好准备。

无水系统联合调试是在单闸首联合调试完成后进行，主要是对船闸各种设备在集中控制条件下，摸拟船闸五级、四级、三级运行状态，按船队上行、下行连续过闸程序（逐级和分组同步）进行联动（包括补水、单边输水），并作一定的事故摸拟验证与调试，在调试中检测信息传输、设备动作程序、动作闭锁条件、设备运行参数、联动协调功能、故障、事故保护与显示功能等的正确性、灵敏度和实时性。

有水系统联合调试是在无水联合调试完成后，通过抽水供水按可能形成的水位分五级、四级、三级进行调试，结合有水条件进行人字闸门、输水阀门水力学特性及止水效果测试，侧重有水状态各设备整体联动运行调试与检测。

蓄水后主要侧重于多级同步蓄水后主要侧重于多级同步、逐级（包括补水）过闸运行调试和实船过闸测试。

。

2联合调试的质量控制

2.1质量控制的组织保证船闸无水及有水系统联合调试是一项涉及土建、金结、机电、监测等多专业，并有业主、设计、监理、监造、制造厂、安装、监测及运行管理多单位参加的系统工程项目。

调试工作时段长，调试项目多，监测范围广，遇到和需要研究

解决的技术问题多。

为了有效的组织有关单位参与联合调试工作，使调试工作紧张有序进行，业主依照各单位的合同责任划分和实际需要，以及设计编制的调试大纲的规定，事先编制了“船闸金属结构及机电设备联合调试组织工作细则”经过讨论审查后，确定采取联合调试工作组总体组织和领导，监理单位监督、协调与指导，联合调试指挥组具体安排和指挥的组织方式，分别明确了各级机构的组成与职责。

由各单位上报参加调试人员名单，经监理、业主审查后，由航建项目部发文，正式通知船闸金结机电设备联合调试各工作小组成立并开展工作。

无水及有水系统联合调试组织机构见图2。

2.2事前控制是联合调试的基础为了加强无水、有水系统联合调试的质量控制，便于及时按调试部位和过程进行签证验收，将原合同中规定的“联合调试”单项工程，调整为“无水联调”和“有水联调”两个单项工程。

在“无水联调”单项工程中，按南、北线分成2个分项工程和12个单元工程。

“有水联调”单项工程，按南、北线各10次调试及排干检查处理划分成24个分项工程和134个单元工程。

在调试中随着调试工作的进展，按单元工程进行调试质量控制和签证验收。

船闸联合调试从2002年7月开始进行了2个月的无水调试和9个月的有水调试。

完成了各类启闭及控制、机电设备134台套以及集中监控、供电、消防、暖通、给排水、通信等系统的安装调试。

编写调试实施细则，安排专业监理工程师负责整个联合调试工作质量控制。

根据“调试大纲”和“调试实施细则”的要求，事先讨论确定无水、有水系统联合调试工作一般流程，分别拟定无水系统联合调试程序和有水系统联合调试程序，由监理组织各参与单位讨论，统一认识，进行技术交底。

由负责调试操作的单位对每个项目调试编写调试说明，拟定调试检测记录表和质量签证表，交监理审查后严格监督执行。

2.3过程控制是联合调试的重点调试前做到各参加调试单位心中有数。

每次调试前预备会是联合调试的预控重点。

联合调试的过程控制包括调试过程质量监督检查；重要工序旁站监理；组织专题技术讨论会研究调试工作中遇到的问题；监督各参调单位落实各次会议纪要精神。

调试中监理人员分专业分部位进行全过程旁站，监理旁站工作做到严格坚守岗位，听从统一指挥，如实作好记录，及时反馈信息。

监督检查调试记录，观察调试动态，及时核对签认；发现异常与故障，及时报告并协助分析，提出处理建议；对调整的参数和改进措施注意在下次调试中重复验

证。

每次调试后监理及时组织整编“调试简报”（南线船闸

32期，北线船闸30期）；汇编监测参数和故障处理；编写调试总结和报告；组织交流监测情况和工作总结；布置下次调试工作。

2.4事后控制进行完善处理事后控制为总结控制阶段，通过对联合调试工艺、方法以及调试过程中存在问题的检查与总结，及时改进调试方法，由监理牵头分别成立了电控和液压控制专业技术小组，对调试中未彻底解决的异常及故障抓住不放，及时组织分析研究，提出改进意见进行验证。

每个单元工程调试完及时检查签证，每个分项或单项工程调试完后及时总结验收；有疑问的项目，增补调试内容；对改进、完善的处理项目，抓紧组织落实。

3联合调试质量控制要点

在单闸首设备联动调试、无水系统联合调试、有水系统联合调试监理过程中陆续发现一些问题，其中绝大部分问题得到了很好的解决。

除重点对DT8、DT9调试、现地子站电源互投调试、紧急停机和紧急关阀调试进行质量监控外，还

主要对以下项目进行了质量控制

3.1无水系统联合调试

（1）调试程序与项目根据审查通过的“无水系统联合调试实施细则”，结合监控系统的各种运行方式，无水系统联合调试的程序，按10个阶段进行，完成的调试项目有：

①南北两线集控与现地网络通信调试；②南北两线计算机监控系统设备再检测；③南北两线集控系统电（光）缆连接再检测；④南北两线集控与现地数据点对点信号检测；⑤南北两线现地手动控制集控站监视调试；⑥南北两线集控站手动控制现地站监视调试；⑦南北两线集控站逐级过闸控制现地站监视调试；⑧南线船闸集控系统综合调试；⑨南北两线集控站同步过闸控制现地站监视调试；⑩南北两线专项功能调试；（11）南北两线补充

调试试验。

（2）调试异常故障处理与质量评价

对于调试中出现的异常故障，经分类归纳整理后，反复进行了原因分析，提出处理意见，多数已作处理并在调试中验证，部分处理后在后续调试中进一步检验，寻求圆满的处理办法。

并且分别编写了按已查清原因并已处理完毕的异常或故障表；已处理完毕待有水调试中验证的异常或故障表；有待设计单位研究的异常和故障表。

三大类型的表格对无水调试起到质量控制作用。

3.2抽水有水系统联合调试

（1）调试程序与项目第一次调试为充水检查输水阀门止水效果，由业主、设计、监理、三峡通航管理局和施工单位组成联合检查小组，分别对南、北线船闸二~六闸首的20个输水阀门井充水后反弧门止水状况进行全面仔细检查。

并对检查后的缺陷情况进行了认真处理。

南、北线船闸的第2、第3、第4、第6、第8次抽水有水系统联合调试，均采用现地子站操作，集控站监视的方式进行。

第5、第7、第9、第10次及北线船闸第11次抽水有水系统联合调试，均采用集控站集控单元（南线）或操作员站（北线）操作，现地站监视的方式进行。

每次调试中除分别对人字闸门、输水阀门、液压启闭机设备、电控设备、锁锭装置、通航信号系统、广播指挥系统等的运行工况进行监视和参数调整外，重点是对现地站和集中控制系统各种运行方式的控制程序、保护与闭锁功能、集控的信号检测及设备之间的协调工作进行检验与调试，对输水系统在充、泄水过程中的水力学和动力学特性进行监测。

有水系统联合调试的

一般工作流程见图3。

水库蓄水联合调试在三峡通航管理局紧密配合下从6月

10日水库水位蓄到?

135m起，又完成了上游导航浮堤的定位，南北两线船闸三、四级上下行有水调试以及实船试航过闸运行操作与现场监视、船舶排挡与指挥、船闸水力学监测。

进一步优化了试航运行的各项参数。

（2）调试异常故障处理与质量评价在南、北线船闸抽水有水调试中，分别对输水阀门、人字门、液压启闭机、输水系统、水力学特性等主要参数进行了监测。

经过有水调试对运行参数优化调整和多次验证整理出各种主要监测参数汇总表和机电控制设备参数表，可供船闸试通航时参照使用。

南北线船闸有水调试中出现的主要异常故障（包括南线船闸10次调试26起；北线船闸11次调试共25起）。

多数属液压系统压力整定和水位计参数调整不当，行程开关位置调整受环境等因素的影响、比例大板因振动接线松动，个别电气元件故障等，通过调试处理、更换完善，基本得到解决。

同时分别整理出南北线船闸抽水有水联合调试主要异常故障及处理表，供今后运行参考。

船闸抽水调试后分别进行了全线排干检查（南线1次，北线2次），对检查中发现的缺陷，都进行了有效的处理，并由监理组织了联合验收签证。

有水联合调试成果表明，三峡船闸各建筑物和金结机电设备工作性态正常。

已完全具备了试通航的条件。

通过抽水有水调试验证：

初期135.00m水位运行、下游水位在66.0m〜68.0m之间时，船闸按三级运行（包括中间级阀门46.0m工作水头）是安全的，可以作为试通航期的正常运行方式。

3.3关于水位计率定的质量控制水位是船闸控制系统中最为重要的信号之一；水位计是整个控制系统中关键的传感器，是确保水平开门、控制超灌超泄、自动动水关阀以及是否需要补水等很多重要功能的控制信号。

每线船闸共设有水位计14套，分别测量上下游航道及各级闸室的水位。

有水调试阶段对水位计信号准确率定，对水位计输出信号的稳定性和灵敏度进行观测，并确认水位计能否满足运行的要求。

4结语三峡船闸联合调试质量监控，实行“预防为主、严格把关”的工作方针，采取调试细则审查和讨论、旁站监理、平行检查、单元、分项、单项工程质量签证的监理质量控制工作方式。

严格执行事先控制、过程控制、事后总结完善处理的措施，较好的控制了调试质量。

对做好联合调试工作起到了十分重要的作用。

船闸联合调试是一项技术含量和协调性要求很高的工作。

在调试过程中，做好调试前各项准备工作，对可能出现的技术和安全问题给予充分的估计，在保证人员和设备安全的前提下，对每项调试程序都严格执行并有详细的调试记录与报告，对未达到质量要求的积极检查原因，并采取相应的质量控制措施，加强质量过程控制，对每个技术细节都弄清楚，不留隐患，从而确保了联合调试满足调试大纲、设计、合同文件的要求。

根据各次调试中监测的设备运行状况和主要参数表明：

人字闸门、输水阀门、液压系统、启闭机设备、电力拖动及控制系统、集中控制系统的计算机监控系统等各种设备设计、制造和施工、安装的质量是好的。

满足设计与合同文件要求，运行平稳；过闸工艺流程、控制程序、闭锁关系、保护性能等各项功能齐全，满足多级船闸安全运行要求。

2003年5月21日三峡双线五级船闸已经顺利通过了国家验收，系统联合调试工作得到了肯定和好评。

6月16日顺利实现了三峡工程双线五级船闸试通航。

举世瞩目的三峡船闸将经受试通航期的考验。