水工建筑物第九章过坝建筑物

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1、第九章过坝建筑物渠首及渠系建筑物过坝建筑物：通航、过木、过鱼（鱼道、鱼闸）。本章只介绍通航建筑物。渠首工程包括：无坝渠首枢纽和有坝渠首枢纽。渠系建筑物包括：渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。9-1通航建筑物通航建筑物：船闸和升船机。船闸是利用水力将船队（舶）浮送过坝，通过能力大，应用最广；升船机是利用机械力将船舶升送过坝，耗水量少，一次提升高度大。本节侧重介绍船闸。（一）组成一、船闸船闸由闸室、闸首和引航道组成，见图10-1。图10–1船闸示意图1–闸室；2–上闸首；3–下闸首；4–闸门；5–阀门；6–输水廊道；7–门龛；8–检修门槽；9–上游引航道

2、；10–下游引航道（1）闸室——介于上、下闸首及两侧边墙间一个供过坝（闸）船队（舶）临时停泊的场所。（2）闸首——闸首的作用是将闸室与上、下游引航道隔开，使闸室内维持上游或下游水位，以便船队（舶）通过。位于上游端的叫上闸首，下游端的叫下闸首。（3）引航道——连接闸首与主航道的一段航道，设有导航及靠船建筑。其作用是保证船队（舶）顺利地进、出船闸，并为等待过闸的船队（舶）提供临时的停泊场所。（二）过闸程序过闸的程序如图10–2所示。当上行船队要通过船闸时，首先由下游输水设备将闸室的水位泄放到与下游水位齐平，然后开启下闸首闸门，船队驶入闸室，随即关闭下闸首闸

3、门，由上游输水设备向闸室充水，待水面与上游水位齐平后，开启上闸首闸门，船队上驶离开闸室。此时，若在上游有船队等待过闸，则待上行船队驶出闸室后，即可驶入闸室，然后关闭上闸首闸门，由下游输水设备向下游泄水，待闸室水位与下游水位齐平后，开启下闸首闸门，船队即可驶出闸室进入下游引航道，这就是船队过闸的全过程。图10–2船队(舶)过闸程序示意图（三）船闸的类型1．按船闸的级数分类（1）单级船闸只有一级闸室的船闸称为单级船闸。H=15～20m(基岩H=30m)。（2）多级船闸图10–3是我国三峡双线5级船闸总体布置示意图，上下游总水头H=113m，是世界上规模最大

4、和水头最高的船闸。世界上级数最多的船闸是俄罗斯的卡马船闸，共6级。2．按船闸的线数分类（1）单线船闸在一个枢纽内只有一条通航线路的船闸称为单线船闸，大多采用这种型式。（2）多线船闸在一个枢纽内建有两条或两条以上通航线路的船闸称为多线船闸。我国三峡和葛洲坝水利枢纽分别采用的是双线和三线船闸。三峡工程双线5级船闸的单级闸室尺寸为280m×34m×5m（最小水深），年单向通过能力为5000万t，一次通过时间约为2小时40分。3．按闸室型式分类（1）广厢船闸闸首口门的宽度小于闸室宽度，闸门尺寸缩窄，可降低造价；但船队（舶）进出闸室需要横向移动，使操作复杂化，延

5、长过闸时间。（2）具有中间闸首的船闸当过闸船队（舶）不均一，为了节省单船过闸时的用水量及过闸时间，有时在上、下闸首之间增设一个中间闸首，将闸室分为前后两部分。见图10-5。图10–5具有中间闸首的船闸1–中间闸首；2–上闸首；3–下闸首；4–前闸室；5–后闸室当水头较高，且地基良好时，为减少下游闸门的高度，可选用井式船闸。见图10-5。在下闸首建胸墙，胸墙下留有过闸船队（舶）所必须的通航净空，采用平面提升式闸门。当前世界上水头最大的单级船闸——俄罗斯的乌斯季卡缅诺戈尔斯克船闸就是采用的井式船闸，H=42m。（3）井式船闸图10–6井式船闸纵剖面示意图1

6、–闸室；2–胸墙；3–平面闸门；4–人字闸门（四）船闸的基本尺寸及引航道船闸的基本尺寸包括：闸室有效长度、有效宽度及门槛水深。（1）闸室有效长度（1）式中──船队的计算长度m；──富裕长度m，顶推队，拖带船队，，对非机动船，m。（2）闸室有效宽度是指闸室边墙内侧最突出部分之间的距离。式中──同闸次过闸船队（舶）并列停泊的总宽度m；──富裕宽度m，当时，，当时，。（3）门槛水深设计最低通航水位至闸首门槛最高处的水深，按规定其中，T为设计最大船队（舶）满载时的吃水深度。（4）引航道的长度与宽度长度：约为过闸船队（舶）计算长度的3.5～4倍。当引航道的宽度与

7、航道的宽度不一致时，尚需增设过渡段，其长度不小于两者宽度差值的10倍。宽度：是指设计最低通航水位时，设计最大船队（舶）满载吃水船底处的宽度，应为一侧(或两侧)等候过闸船队（舶）的总宽度与设计最大船队(舶)宽度之和加富裕宽度，富裕宽度可采用设计最大船队（舶）宽度的1.5倍。引航道的最小水深视船闸的等级而定，对Ⅰ、Ⅱ级船闸，应不小于设计最大船队（舶）满载吃水深的1.5倍。引航道的横断面一般为梯形，边坡依土质稳定条件来确定，通常为1：2～1：3。引航道平面布置示意图如图10–8。图10–8引航道平面布置示意图1–闸室；2–闸首；3–引航道（五）过闸时间、通过

8、能力和耗水量（2）平衡重式升船机[图10–10（b）]。利用平衡重来平衡承船厢的重量，运行原理