水文缆道的布设型式改进

□刘红广 □王俊伟（河南省平顶山水文水资源勘测局）

□刘焕阳（河南省漯河水文水资源勘测局）

水文缆道是无需涉水，就可以对流量、含沙量进行测验的一种水文测验设施，对测验人员有较高的安全性，具有精度高、效率高、适应强、检修方便等优点，是水文测验最重要的也是必不可少的基础设施和技术装备。

1.缆道的基本布置型式

习惯上，把牵引索在行车上形成封闭的称为“闭口式”，否则，称为“开口式”。因闭口式游轮缆道仅适用于洪水水位变化较小，两岸地势较高的河道，所以河南省水文缆道大多采用开口式。

2.省力布设基本型式

如果跨度大，铅鱼较重时，必须考虑省力。目前，主要采用滑轮组减速省力和平衡锤省力两种布设型式，但这两种省力型式各有利弊。

2.1 滑轮组减速省力布设型式

采用滑轮组型式可以省力，而且滑轮组可以调节铅鱼的升降速度。因绞车转速较快，不适用定点测流的要求时，需要降低铅鱼的升降速度。其基本型式如图1所示。升降铅鱼的起重拉力:T≈2p/n（P为铅鱼重量，n为滑轮组上走线根数）。

图1 开口式游轮缆道滑轮组省力、减速布设示意图

这种布设型式的优点是：有较大承受超设计荷载的能力，当铅鱼挂到水草或漂浮物时，可以强行将铅鱼提起，不会出现牵引索在绞车驱动轮上“打滑”，提升不了铅鱼的现象。基于此优点，在河南省许多水文缆道改造中，把原来采用平衡锤省力型式的缆道改为此型式缆道。但也存在省力与起重卷筒大小之间的矛盾问题。如果为了省力，滑轮组上走线根数就得多，起重卷筒就必须做大，否则将造成钢丝绳在卷筒上多层缠绕，钢丝绳容易挤擦磨伤。如果滑轮组上走线根数少，起重拉力大，手动操作困难。

2.2 平衡锤省力布设型式

采用平衡锤省力布设型式可以大大减少起重拉力，手动方便，河南省早期建设的缆道大多采用此种型式。其基本型式如图2所示。

图2 开口式游轮缆道平衡锤省力布设示意图

此种布设型式的优缺点和滑轮组省力布设型式相反，省力但容易出现牵引索在绞车驱动轮上“打滑”，提升不了铅鱼的现象，不适应有水草和漂浮物情况测流。

3.设计改进原因

由于抢测洪水一般是在暴雨等恶劣天气下进行，电力等设施容易出现问题而停电，而且许多水文测站地处偏远农村，电力设施保障率不高，经常出现停电现象，因此，缆道设计必须考虑手动操作。漂浮物和水草在洪水期出现是很正常的，起重拉力必须足够大，当铅鱼挂到水草或漂浮物时，可以强行将铅鱼提起，不会出现牵引索在绞车驱动轮上“打滑”，提升不了铅鱼的现象。滑轮组减速省力布设型式，如果滑轮组上走线根数少，起重拉力大，手动操作就困难。有一测站，停电后，采用手动操作（手动状态下，没有自锁），险些出现绞把伤人事故。而平衡锤省力布设型式，当铅鱼挂到水草或漂浮物时，不能强行将铅鱼提起，造成水草和漂浮物越挂越多，最终把钢丝绳拉断，甚者把钢架拉等现象。

4.改进设计

为克服以上问题，让缆道测验具有更强的适应性，在停电和有漂浮物情况下正常测验，对燕山水文站现行的滑轮组省力布设型式进行了改造，其基本型式如图3所示。在游轮下方加了重量约小于2倍铅鱼重量的平衡锤（我们改造采用0.9×2P），在满足减速要求的情况下，滑轮组上走线根数就能适当减少。改造后，不会出现牵引索在绞车驱动轮上“打滑”，当铅鱼挂到水草或漂浮物时，可以强行将铅鱼提起，而且停电后，一个人可以轻松手动操作。

图3 开口式游轮缆道改造后省力布设示意图

5.结语

改造后的缆道省力布设型式，具有较强的适应性，操作方便，性能稳定，提高了缆道设施和测验人员安全保障，有效地减轻测验人员劳动强度，具有一定的经济效益和社会效益，值得推广应用。