航道工程學(xué) 第6章通航建筑物

1、Waterway Engineering第一節(jié) 通航建筑物的主要形式及特點(diǎn)第二節(jié) 船閘的組成和類型第三節(jié) 船閘的規(guī)模第四節(jié) 船閘在水利樞紐中的總體布置第五節(jié) 船閘輸水系統(tǒng)第六節(jié) 船閘的閘門、閥門第七節(jié) 船閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第六章 通航建筑物第1節(jié) 通航建筑物的主要形式及特點(diǎn)一、通航建筑物：是指為船舶通過航道上集中水位落差而修建的建筑物，常見的通航建筑物有船閘、升船機(jī)等。下游上游二、船閘：用水力直接提升船舶過壩的一種通航建筑物。 它是由上下閘首、閘門、閘室等擋水建筑物和能使閘室水位升降的輸水系統(tǒng)形成的水梯。圖6-1 船閘示意圖圖6-2 葛洲壩2#船閘 三、升船機(jī)：升船機(jī)是利用機(jī)械的方法使船舶克服集中水位

2、落差的一種通航建筑物。 圖6-5 3000噸垂直卷揚(yáng)升船機(jī)升船機(jī)作業(yè)：升船機(jī)作業(yè)：圖圖6-6 6-6 三峽垂直升船機(jī)三峽垂直升船機(jī)與船閘相比，升船機(jī)有以下特點(diǎn)： (1)在運(yùn)轉(zhuǎn)時基本上不耗水; (2)升船機(jī)的時間要短； (3) 升船機(jī)的造價一般較??； (4)機(jī)電設(shè)備要求有較高。船閘和升船機(jī)的選擇：，宜建造升船機(jī)mH70，進(jìn)行比選mHm7040，船閘mH40船閘船閘 與與 升船機(jī)升船機(jī)的不同特點(diǎn)：的不同特點(diǎn)：（1 1）水力提升水力提升; ;（2 2）船閘土建工程投資大船閘土建工程投資大; ;（3 3）船閘設(shè)計(jì)成熟船閘設(shè)計(jì)成熟; ; （4 4）船閘耗水船閘耗水；（5 5）船閘適應(yīng)水頭較小船閘適應(yīng)水頭

3、較小。機(jī)械提升（也有水力提升）；機(jī)械提升（也有水力提升）；升船機(jī)運(yùn)行費(fèi)高；升船機(jī)運(yùn)行費(fèi)高；升船機(jī)數(shù)量少，運(yùn)行正常率還不高；升船機(jī)數(shù)量少，運(yùn)行正常率還不高；升船機(jī)基本不耗水；升船機(jī)基本不耗水；升船機(jī)適應(yīng)水頭較高。升船機(jī)適應(yīng)水頭較高。第二節(jié) 船閘的組成和類型一、船閘的等級船閘等級 級級級級級級級噸級30002000100050030010050第二節(jié) 船閘的組成和類型二、船閘的組成及功能 船閘主要由閘室、閘首和引航道等三個基本部分及相應(yīng)的設(shè)備所組成。二、船閘的組成- 閘室閘室:指船閘上、下閘首和兩側(cè)閘室墻環(huán)繞而形成的并提供過問閘船舶停泊使用的空間。作用：?閘首:是將閘室與上、下游引航道隔開的擋水建

4、筑物。作用：?引航道：是連接船閘閘首與主航道的一段航道，作用：是引導(dǎo)船舶迅速安全地進(jìn)出閘室。三峽永久船閘三峽永久船閘五級船閘升船機(jī)三峽船閘平面布置圖二、船閘的工作原理下行作業(yè)：下行作業(yè)： 打開上閘門和閥門打開上閘門和閥門進(jìn)入閘室進(jìn)入閘室關(guān)閉上關(guān)閉上閘門閘門打開下閥門泄打開下閥門泄水至齊平水至齊平打開下閘打開下閘門門進(jìn)入下引航道進(jìn)入下引航道上行作業(yè)：上行作業(yè)：打開下閘打開下閘門門進(jìn)入閘室進(jìn)入閘室關(guān)關(guān)閉下閘門閉下閘門打開上閥打開上閥門灌水至齊平門灌水至齊平打開打開上閘門上閘門進(jìn)入上引航道進(jìn)入上引航道三峽雙線五級船閘三峽雙線五級船閘過閘示意三、船閘的類型內(nèi)河船閘：建在內(nèi)陸河流及人工運(yùn)河上、供內(nèi)河船舶

5、航行的船閘。特點(diǎn)：平面尺度相對較小，多承受單向水頭。海船閘：建在封閉式海港港池口門、海運(yùn)河及入海河口，供海船航行的船閘。特點(diǎn)：平面尺度大、檻上水深大、多承受雙向水頭，無上、下閘首之分。 3運(yùn)河船閘1.內(nèi)河船閘和海船閘2.單線船閘與多線船閘 1）單線船閘：）單線船閘：2）多線船閘：）多線船閘： 雙線船閘:3.單級船閘與多級船閘 單級船閘：沿船閘縱向只有一個閘室的船閘。3.單級船閘與多級船閘 單級船閘：沿船閘縱向只有一個閘室的船閘。 特點(diǎn)： （1）過閘時間短，通過能力大； （2）運(yùn)行管理方便（建筑物及設(shè)備集中）； （3）閘閥門及起閉機(jī)械少，可靠性高； （4）占地少，便于布置（長度?。?（5）耗水

6、多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對地質(zhì)條件要求高（水頭高） （6）對輸水系統(tǒng)要求高。圖圖6-5 有中間閘首的單級船閘有中間閘首的單級船閘 能適應(yīng)于單船或船隊(duì)或不同數(shù)量的船舶迅速通過閘室，節(jié)省了過閘時間，減少耗水，提高船閘通過能力。3.單級船閘與多級船閘 多級船閘：沿閘室軸線方向具有兩個及兩個以上閘室的船閘。多級船閘型式主要有連續(xù)梯級船閘和設(shè)中間渠道多級船閘兩種。圖6-6 多級船閘示意圖1）連續(xù)多級船閘2）設(shè)中間渠道多級船閘圖圖6-7 設(shè)中間渠道的多級船閘設(shè)中間渠道的多級船閘4.其它類型的船閘廣室船閘，省水船閘、井式船閘廣室（箱）船閘 閘首口門寬度小于閘室寬度的船閘。分三種型式：（1）對稱式（2）反對稱式（3）鎖

7、式廣室船閘，廣室船閘，省水船閘省水船閘、井式船閘、井式船閘省水船閘省水船閘 在閘室的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置蓄水池以節(jié)省用水。在閘室的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置蓄水池以節(jié)省用水。圖6-9 省水船閘圖圖6-10-a 銀盤省水船閘工作示意圖銀盤省水船閘工作示意圖省水船閘工作原理示意圖12001800120030012001200600500200540912.5912.5912.5912.5260580280R30010040080992.5100300262.13988.28700404.16719.35497.03R500767.472135.09381.63R5001417.44381.63R1000383.73

8、R500R5001000430580圖圖6-10-b 6-10-b 銀盤省水船閘示意圖銀盤省水船閘示意圖廣室船閘，省水船閘、廣室船閘，省水船閘、井式船閘井式船閘 井式船閘 當(dāng)船閘水頭較高，地基條件較好時，為減小下游閘門的高度，在下閘首的上部建造一道橫向胸墻，過閘船舶從胸墻下面進(jìn)出閘室，這種船閘稱為。船閘橫向閘室縱向閘室單線單級使用特點(diǎn)雙線多線多級井式省水廣室5. 船閘分類總結(jié)葛洲壩船閘為三線單級船閘葛洲壩船閘為三線單級船閘三峽為雙線五級連續(xù)船閘三峽為雙線五級連續(xù)船閘四、船閘的引航道作用：（1）保證船舶安全、順利地進(jìn)出船閘；（2）供等待過閘的船舶安全停泊；（3）使進(jìn)出閘船舶能交錯避讓。 要求：（

9、1）足夠的水深及相應(yīng)的平面尺度和形狀；（2）良好的掩護(hù)及水流條件。 （1 1）對稱型對稱型引航道的軸線與船閘軸線重合，根據(jù)引航道寬度又分引航道的軸線與船閘軸線重合，根據(jù)引航道寬度又分全對稱式和半對稱式。全對稱式和半對稱式。（2 2）反對稱型反對稱型引航道是上、下游引航道向不同的岸側(cè)拓寬。引航道是上、下游引航道向不同的岸側(cè)拓寬。（單向過閘）（單向過閘）（3 3）不對稱型不對稱型引航道是上、下游引航道向同一岸側(cè)拓寬。引航道是上、下游引航道向同一岸側(cè)拓寬。 圖6-11 引航道平面布置型式圖 型式：對稱型、反對稱型、不對稱型第三節(jié) 船閘的規(guī)模船閘的設(shè)計(jì)水平年第三節(jié) 船閘的規(guī)模一、船閘的基本尺度：船閘基

10、本尺度:閘室有效長度 閘室有效寬度 門檻水深 滿足一定要求1. 閘室有效長度 閘室有效長度閘室有效長度是指船舶過閘時，閘室內(nèi)可供船舶是指船舶過閘時，閘室內(nèi)可供船舶安全停泊的長度。安全停泊的長度。Lx閘室有效長度閘室有效長度: :fcxllL解臺船閘閘室有效寬度閘室有效寬度: :fxbbBc2.2.閘室有效寬度閘室有效寬度 閘室有效寬度閘室有效寬度是指閘室內(nèi)兩側(cè)墻面最突出部分之間是指閘室內(nèi)兩側(cè)墻面最突出部分之間的最小距離。的最小距離。 Bx3.門檻水深 門檻水深是指在設(shè)計(jì)最低通航水位時門檻上的最小深度，門檻水深H應(yīng)滿足： H1.6T 式中：H 門檻水深(m)； T 設(shè)計(jì)最大過閘船隊(duì)(舶)的滿載吃

11、水。4.最小過水?dāng)嗝嫦禂?shù) n 為保證船隊(duì)順利安全過閘，斷面系數(shù)滿足：0 . 25 . 1n 式中： 最低通航水位時，閘室過水?dāng)嗝婷娣e； 最大設(shè)計(jì)過閘船隊(duì)滿載吃水時，水下部分 的斷面面積。二、船閘線數(shù)： 若有下列情況之一時，應(yīng)論證研究修建雙線或多線船閘： (1)單線船閘設(shè)計(jì)(實(shí)際)通過能力不能滿足設(shè)計(jì)水平年內(nèi)貨運(yùn)量需要；(2)在運(yùn)輸特別重要的航道上，不允許因船閘檢修、沖沙和挖泥等因素造成航道斷航；(3)運(yùn)量大、過閘繁忙的一線連續(xù)多級船閘，由于采用單線船閘的運(yùn)轉(zhuǎn)方式會延長過閘時間、降低通過能力和過閘效率。葛洲壩水利樞紐二、船閘線數(shù)： 若有下列情況之一時，應(yīng)論證研究修建雙線或多線船閘： (1)單線船

12、閘設(shè)計(jì)(實(shí)際)通過能力不能滿足設(shè)計(jì)水平年內(nèi)貨運(yùn)量需要；(2)在運(yùn)輸特別重要的航道上，不允許因船閘檢修、沖沙和挖泥等因素造成航道斷航；(3)運(yùn)量大、過閘繁忙的一線連續(xù)多級船閘，由于采用單線船閘的運(yùn)轉(zhuǎn)方式會延長過問時間、降低通過能力和過閘效率。1號船閘2號船閘3號船閘三、船閘級數(shù)三、船閘級數(shù)具有下列情況之一時，應(yīng)考慮具有下列情況之一時，應(yīng)考慮【多級船閘多級船閘】方案：方案：(1) 采用單級船閘受技術(shù)條件的限制，特別是受閥門水力條件和閘門技術(shù)條件的限制；(2) 受船閘所處位置的地形條件的限制，如地形較高，建單級船閘開挖深度大，與樞紐中相鄰建筑物連接難以處理等；三、船閘級數(shù)具有下列情況之一時，應(yīng)考慮【

13、多級船閘】方案：(2) 受船閘所處位置的地形條件的限制，如地形較高，建單級船閘開挖深度大，與樞紐中相鄰建筑物連接難以處理等；(3) 地質(zhì)條件限制，興建高水頭單級船閘有困難；(4) 河流缺水，需要節(jié)省船閘耗水量，建省水船閘又不經(jīng)濟(jì)時。 單級船閘與多級船閘的水頭也無明確界限，一般可按下述范圍考慮： H20m，單級船閘( H為水頭)；20mH40m，單級或雙級船閘； H40m， 雙級或多級船閘。 適當(dāng)條件下可建設(shè)【中間渠道】。 設(shè)設(shè)【中間渠道的多級船閘中間渠道的多級船閘】與與【連續(xù)多級船閘連續(xù)多級船閘】相比較，其相比較，其主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)為為： (1)(1)中間渠道將各級船閘分為各自獨(dú)立的單級船閘，

14、中間渠道將各級船閘分為各自獨(dú)立的單級船閘，通過能力與單級船閘基本相同，運(yùn)用方便。通過能力與單級船閘基本相同，運(yùn)用方便。 (2)(2)中間渠道起上、下級船閘水位分隔作用，設(shè)中間中間渠道起上、下級船閘水位分隔作用，設(shè)中間渠道的多級船閘的單級水頭較連續(xù)多級船閘中間閘首的起渠道的多級船閘的單級水頭較連續(xù)多級船閘中間閘首的起始水頭小。始水頭小。 (3)(3)設(shè)中間渠道的船閘的線路較長，有條件加長泄水設(shè)中間渠道的船閘的線路較長，有條件加長泄水建筑物至引航道口門區(qū)的距離、對改善引航道口門區(qū)的通建筑物至引航道口門區(qū)的距離、對改善引航道口門區(qū)的通航水流條件有利。航水流條件有利。 (4)(4)閘門及啟閉機(jī)設(shè)備等可

15、以減少，而且中間船閘上閘門及啟閉機(jī)設(shè)備等可以減少，而且中間船閘上閘門高度較連續(xù)多級船閘各中間閘首閘門高度小。閘門高度較連續(xù)多級船閘各中間閘首閘門高度小。 設(shè)中間渠道的多級船閘的設(shè)中間渠道的多級船閘的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)是：是： (1)(1)在某些條件下，船閘灌泄水在中間渠道產(chǎn)生的在某些條件下，船閘灌泄水在中間渠道產(chǎn)生的非非恒定流恒定流對航行會有影響：對航行會有影響： (2)(2)在某些情況下，中間渠道會出現(xiàn)在某些情況下，中間渠道會出現(xiàn)滲漏問題滲漏問題，需，需要處理。要處理。 (3)(3)在地形條件不是很有利時，在地形條件不是很有利時，開挖工程較大開挖工程較大，甚，甚至成為采用這種方案的障礙。至成為

16、采用這種方案的障礙。四、船閘各種設(shè)計(jì)水位（1）上、下游校核高水位 （2）上、下游設(shè)計(jì)最高通航水位 （3）上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位（4）檢修水位（5）施工水位四、船閘各種設(shè)計(jì)水位1. 上、下游校核高水位：【船閘上游校核高水位】采用所在樞紐的正常運(yùn)用(校核)洪水標(biāo)準(zhǔn)?！敬l下游校核高水位】采用樞紐最大下泄流量相應(yīng)的下游最高水位。 船閘作為樞紐建筑物的一部分擔(dān)負(fù)著擋水作用。其洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與樞紐其它建筑物一致。2. 上、下游設(shè)計(jì)最高通航水位 船閘設(shè)計(jì)最高通航水位是船閘正常運(yùn)用的上限水位，又是船閘建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一。上游設(shè)計(jì)最高通航水位視船閘（航道）等級按表6-1所列頻率的洪水標(biāo)準(zhǔn)采用。四、船閘設(shè)計(jì)水位

17、2. 上、下游設(shè)計(jì)最高通航水位 上游設(shè)計(jì)最高通航水位視船閘（航道）等級按表6-1頻率的洪水標(biāo)準(zhǔn)采用。蘇州市航運(yùn)通航特征船閘上游設(shè)計(jì)最高通航水位還需考慮的因素： (1)按航運(yùn)要求需要的水位。 (2)須妥善協(xié)調(diào)與各特征水位（防洪、發(fā)電）的關(guān)系。 (3)新修水庫影響樞紐的調(diào)蓄，引起上游水位的變化。 (4)樞紐上游兩岸地形等條件。 (5)樞紐上游回水范圍內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)限制的上游水位。 (6)在上游河段內(nèi)，有重要而不宜改建的橋梁而限制的上游水位，應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。 (7)船閘修建在多沙河流上或與多沙河流相溝通的通航河流的河口時，由于河床淤積而引起水位增高。 (8)由于電站工作、船閘灌水、風(fēng)浪壅水引起的水位壅高

18、。長洲水利樞紐長洲水利樞紐 【船閘下游設(shè)計(jì)最高通航水位】 下游設(shè)計(jì)最高通航水位是船閘正常運(yùn)用的下游上限水位。 可采用與上游設(shè)計(jì)最高通航水位相同標(biāo)準(zhǔn)。即用上游設(shè)計(jì)最高通航水位最大下泄流量時相應(yīng)的下游最高水位。 還須考慮下述因素進(jìn)行修正： (1)下游其他河流水位漲落或倒灌引起的水位增高： (2)下游河床淤積而引起的水位增高； (3)下游河流兩岸地形條件、農(nóng)田耕作等對水位的限制； (4)下游河段內(nèi)已建的重要橋梁、兩岸堤防、河道過流能 力對水位的限制； 四、船閘設(shè)計(jì)水位3. 上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位 船閘上游設(shè)計(jì)最低通航水位是確定船閘上閘首閘檻和上游引航道底高程的最低水位。按航運(yùn)要求及航道和船閘的等級

19、來確定。蘇州市航運(yùn)通航特征【上游設(shè)計(jì)最低通航水位：上游設(shè)計(jì)最低通航水位：】同時還應(yīng)考慮：同時還應(yīng)考慮： (1)(1)船閘上游航道在設(shè)計(jì)通航保證最小水深時必須達(dá)船閘上游航道在設(shè)計(jì)通航保證最小水深時必須達(dá)到一定水位，包括到一定水位，包括淹沒上游航道灘險(xiǎn)淹沒上游航道灘險(xiǎn)，改善航道條件改善航道條件，增加航道水深增加航道水深，延長通航里程延長通航里程，回水達(dá)到上游重要城市回水達(dá)到上游重要城市和港口和港口等需要的低水位。對運(yùn)河、渠化河流則應(yīng)達(dá)到與等需要的低水位。對運(yùn)河、渠化河流則應(yīng)達(dá)到與上一梯級銜接為保證航深所必需的水位。上一梯級銜接為保證航深所必需的水位。 (2)(2)解決解決回水變動區(qū)回水變動區(qū)航道泥

20、沙問題需要的水位。航道泥沙問題需要的水位。 (3)(3)上游兩岸農(nóng)田上游兩岸農(nóng)田防澇、防鹽堿防澇、防鹽堿限制的水位。限制的水位。 此外還應(yīng)考慮此外還應(yīng)考慮電站工作電站工作、船閘灌水船閘灌水、風(fēng)浪引起風(fēng)浪引起的水的水位降低，泥沙淤積引起的水深減小等因素進(jìn)行修正。位降低，泥沙淤積引起的水深減小等因素進(jìn)行修正。【下游設(shè)計(jì)最低通航水位下游設(shè)計(jì)最低通航水位】 (1) (1)樞紐興建后，有可能使下游河床發(fā)生沖淤變化，河樞紐興建后，有可能使下游河床發(fā)生沖淤變化，河床下切而引起的水位降低。床下切而引起的水位降低。 (2)(2)由于農(nóng)田灌溉，工業(yè)和城鎮(zhèn)供水引起的水位降低。由于農(nóng)田灌溉，工業(yè)和城鎮(zhèn)供水引起的水位降

21、低。 (3)(3)樞紐下游灘險(xiǎn)進(jìn)行整治后，有可能引起水位降低。樞紐下游灘險(xiǎn)進(jìn)行整治后，有可能引起水位降低。 (4)(4)船閘泄水時產(chǎn)生泄水波，由于泄水波的波動而出現(xiàn)船閘泄水時產(chǎn)生泄水波，由于泄水波的波動而出現(xiàn)的水位降低。的水位降低。 (5)(5)當(dāng)引航道受風(fēng)浪影響較大時，由于風(fēng)浪波動而引起當(dāng)引航道受風(fēng)浪影響較大時，由于風(fēng)浪波動而引起的水位降低。的水位降低。 (6)(6)位于潮汐河段的船閘，建閘后影響進(jìn)潮量，可能引位于潮汐河段的船閘，建閘后影響進(jìn)潮量，可能引起潮位的降低。起潮位的降低?？刹捎门c上游設(shè)計(jì)最低通航水位相同的標(biāo)準(zhǔn)?？刹捎门c上游設(shè)計(jì)最低通航水位相同的標(biāo)準(zhǔn)。同時考慮：同時考慮：檢修水位：（

22、1）控制船閘連續(xù)檢修時間的標(biāo)準(zhǔn)水位。（2）主要根據(jù)船閘的檢修時間的長短，分析長系列的水文資料，分析可能利用的連續(xù)檢修水位時間，從而確定檢修水位。檢修期間的上限水位，是船閘建筑物設(shè)計(jì)水位之一。施工水位： 根據(jù)施工能力與強(qiáng)度、進(jìn)度安排，水文情況、地形條件、施工導(dǎo)流和圍堰等情況，對不同施工期限和工程部位確定的水位。五、船閘高程的確定 船閘高程包括船閘閘首、閘室、閘門和引航道建筑物等的頂部高程和底部高程。1船閘閘門門頂高程 門頂高程=上游設(shè)計(jì)高水位+超高 (1) 位于樞紐擋水前緣閘首工作閘門門頂高程應(yīng)采用樞紐上游校核水位加超高；如果另設(shè)有擋水閘門，則工作閘門門頂高程可采用上游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高。

23、閘門門頂高程 (2) 第二道閘首(含單級船閘下閘首)工作閘門采用上游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高；多級船閘第二道閘首以下各級閘首門頂高程采用各級閘室的設(shè)計(jì)最高通航水位加超高。 (3) 溢洪船閘閘首門頂高程采用上游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高。 (4) 事故閘門門頂高程為上游最高洪水位加超高；檢修閘門門頂高程等于檢修水位加超高。閘門門頂超高值：2閘首墻頂高程 墻頂高程=門頂高程+構(gòu)造高（閘室頂高程） 擋水前緣閘首墻頂高程應(yīng)與同樞紐其他擋水建筑物擋水要求一致。閘首墻頂高程3閘室墻頂高程 墻頂高程=最高通航水位+超高（超高設(shè)計(jì)過閘船舶的最大空載干舷高度）4閘首檻頂和引航道底高程 上、下閘首檻頂高程分別為上、下游

24、設(shè)計(jì)最低通航水位-船閘門檻水深。 上、下游引航道底高程分別為上、下游設(shè)計(jì)最低通航水位-引航道最小水深。引航道5 5導(dǎo)航建筑物和靠船建筑物頂高程及引航道堤頂高程導(dǎo)航建筑物和靠船建筑物頂高程及引航道堤頂高程 上、下游上、下游導(dǎo)航建筑物導(dǎo)航建筑物和和靠船建筑物頂高程靠船建筑物頂高程分別為分別為上、上、下游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高下游設(shè)計(jì)最高通航水位加超高。 其超高值一般為設(shè)計(jì)其超高值一般為設(shè)計(jì)船舶的船舶的最大空載干舷高度。最大空載干舷高度。 有防洪要求的引航道堤有防洪要求的引航道堤( (岸岸) )頂高程與擋水閘首墻頂頂高程與擋水閘首墻頂高程一致。高程一致。 導(dǎo)航建筑物導(dǎo)航建筑物靠船建筑物靠船建筑物六、

25、引航道尺度引航道長度，引航道寬度，引航道水深，彎曲半徑 引航道 圖6-11 引航道平面布置型式圖 型式：對稱型、反對稱型、不對稱型 航道的長度主要取決于設(shè)計(jì)船型、船舶(隊(duì))尺度及船舶(隊(duì))的操縱性能。 引航道一般分導(dǎo)航段、調(diào)順段、停泊段、過渡段、制動段組成。1引航道長度 引航道引航道徐州市藺家壩船閘引航道引航道1引航道長度 (1) 導(dǎo)航段 L1cll 1 其中：lc為設(shè)計(jì)船舶的長度。船閘閘閘 室室1引航道長度 (2) 調(diào)順段L2cll) 0 . 25 . 1 (2)4( 2CRCllc或船閘1引航道長度 (3) 停泊段L3 cll 3(3) 停泊段L3 1引航道長度 (3) 停泊段L3 cll

26、 31引航道長度 (4) 過渡段L4 Bl1041引航道長度 (4) 過渡段L4 Bl104 (1) 應(yīng)盡量滿足引航道直線段長度的要求，即把引航道的l1、 l2及l(fā)3段布置在船閘軸線的延長線上； (2) 當(dāng)各種設(shè)計(jì)船隊(duì)的推輪均具有橫移的操縱性能時，II級以下的船閘可適當(dāng)縮短調(diào)順段的長度，也可將調(diào)順段和導(dǎo)航段部分重合；進(jìn)行引航道布置時，還應(yīng)注意的問題：進(jìn)行引航道布置時，還應(yīng)注意的問題：2引航道寬度 (1)單線船閘引航道寬度停泊段兩側(cè)停泊引航道寬度：停泊段一側(cè)停泊引航道寬度：bbbbBccc2210bbbBcc210(2) 雙線船閘共用引航道寬度一線雙向過閘，另一線單向過閘 B0：bbbbBccc

27、3102引航道寬度 2引航道寬度 (2) 雙線船閘共用引航道寬度雙線船閘共用引航道寬度兩線均為雙向過閘兩線均為雙向過閘 B B0 0：bbbbbBcccc321023引航道水深 引航道水深是設(shè)計(jì)最低通航水位時引航道底寬內(nèi)的最小水深，等于設(shè)計(jì)船隊(duì)(船舶)滿載吃水加富裕水深。5 . 14 . 10TH計(jì)算式為： 式中 H0 在設(shè)計(jì)最低通航水位時引航道底寬內(nèi)的最小水深(m)；為了降低船舶的航行阻力，為了降低船舶的航行阻力，引航道的斷面系數(shù)引航道的斷面系數(shù)n應(yīng)滿足：應(yīng)滿足： 式中式中 H0 在設(shè)計(jì)最低通航水位時引航道底寬內(nèi)的最小水深在設(shè)計(jì)最低通航水位時引航道底寬內(nèi)的最小水深(m)；n計(jì)算式為計(jì)算式為：

28、式中式中 設(shè)計(jì)最低通航水位時，引航道的浸水?dāng)嗝婷娣e；設(shè)計(jì)最低通航水位時，引航道的浸水?dāng)嗝婷娣e； 設(shè)計(jì)最大船隊(duì)設(shè)計(jì)最大船隊(duì)(船只船只)滿載吃水時的船舶中腰橫截面的浸滿載吃水時的船舶中腰橫截面的浸水面。水面。4彎曲半徑和彎道加寬 引航道直線段外為彎曲航道時，其彎曲半徑不得小引航道直線段外為彎曲航道時，其彎曲半徑不得小于最小限值。于最小限值。(1) (1) 頂推船隊(duì)和機(jī)動駁船：頂推船隊(duì)和機(jī)動駁船： IIII級船閘級船閘 R 4lc IVVII級船閘級船閘 R 3lc (2) (2) 拖帶船隊(duì)：拖帶船隊(duì)： R 5lc 由于船舶在彎曲航道上航行，船隊(duì)漂角增大，航跡由于船舶在彎曲航道上航行，船隊(duì)漂角增大，

29、航跡帶寬度比直線航道寬，因此，彎曲航道要加寬，其加寬帶寬度比直線航道寬，因此，彎曲航道要加寬，其加寬值可用下式計(jì)算：值可用下式計(jì)算：022BRLBc第四節(jié)第四節(jié) 船閘在水利樞紐中的布置船閘在水利樞紐中的布置 一、布置的任務(wù)和原則1.1.船閘總體布置主要研究和解決以下問題船閘總體布置主要研究和解決以下問題第四節(jié)第四節(jié) 船閘在水利樞紐中的布置船閘在水利樞紐中的布置 一、布置的任務(wù)和原則一、布置的任務(wù)和原則1.1.船閘總體布置主要研究和解決以下問題船閘總體布置主要研究和解決以下問題(1)(1)船閘在水利樞紐的位置；船閘在水利樞紐的位置；(2)(2)船閘引航道布置及與上、下游航道的連接；船閘引航道布置

30、及與上、下游航道的連接；(3)(3)船閘與水利樞紐建成后對環(huán)境，特別是對河勢的影響船閘與水利樞紐建成后對環(huán)境，特別是對河勢的影響(4)(4)通航水流條件和改善措施，泥沙淤積和防治；通航水流條件和改善措施，泥沙淤積和防治；(5)(5)船閘與同樞紐中各相鄰主要建筑物位置的相互關(guān)系；船閘與同樞紐中各相鄰主要建筑物位置的相互關(guān)系；(6)(6)船閘與河岸的關(guān)系等等。船閘與河岸的關(guān)系等等。一、布置的任務(wù)和原則2. 船閘在布置時應(yīng)遵循下述原則和要求 (1) 船閘在通航期內(nèi)應(yīng)有良好的通航條件，滿足船舶安全迅速通暢過閘，并有利于運(yùn)行管理和檢修； (2) 遵照綜合利用、統(tǒng)籌兼顧的原則,發(fā)揮最大的綜合效益；一、布置

31、的任務(wù)和原則2. 船閘在布置時應(yīng)遵循下述原則和要求 (3) 根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)劃，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，； (4) 在滿足航運(yùn)要求的前提下應(yīng)盡量選擇經(jīng)濟(jì)合理，工程投資少，能就地取材的方案。 (5) 對大、中型和水流泥沙條件復(fù)雜的工程須進(jìn)行模型試驗(yàn)，優(yōu)選布置方案。二、船閘布置類型分為：閘壩分離式和閘壩并列式 若船閘布置在另外開挖的引河中，或利用河中的小島與攔河壩、電站等水工建筑物分隔而自成體系，則為閘壩分離式布置。1. 閘壩分離式布置三峽工程鳥瞰圖三峽工程鳥瞰圖三峽工程鳥瞰圖三峽工程鳥瞰圖二、船閘布置類型分為：閘壩分離式和閘壩并列式 船閘布置在河床或河灘上，與其他水工建筑物緊靠，即為閘壩并列方式。2.

32、閘壩并列式F（1 1）伸向壩軸線上游）伸向壩軸線上游 （2 2）伸向壩軸線下游）伸向壩軸線下游三、其他建筑物的布置 為引導(dǎo)船舶寬度較小、較窄的船閘，在閘首兩側(cè)，引航道的導(dǎo)航段內(nèi)應(yīng)布設(shè)導(dǎo)航建筑物。作用：保證船舶安全通暢地過閘。1. 導(dǎo)航建筑物三、其他建筑物的布置 布置形式：1）位于進(jìn)閘航線一側(cè)供引導(dǎo)船舶進(jìn)閘的稱為主導(dǎo)航建筑物：2）位于主導(dǎo)航建筑物對面，用以引導(dǎo)受側(cè)向風(fēng)、水流等影響而偏離航線船舶的建筑物稱為輔導(dǎo)航建筑物。3）導(dǎo)航建筑物的長度一般采用設(shè)計(jì)最大船隊(duì)(舶)長的2倍。1. 導(dǎo)航建筑物 為供進(jìn)閘船舶在進(jìn)間前停泊系靠，在引航道內(nèi)應(yīng)布設(shè)靠船建筑物。靠船建筑物的長度一般采用設(shè)計(jì)最大船隊(duì)(舶)長的1

33、倍。對于頂推船隊(duì)可采用23設(shè)計(jì)最大的船隊(duì)長。對于拖帶船隊(duì)則采用全船隊(duì)長。1）如一閘次同時通過兩個或兩個以上的船隊(duì)，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要布設(shè)系靠船建筑物。2）如過閘船舶中，非機(jī)動船較多，則還應(yīng)適當(dāng)布置非機(jī)動船系靠建筑物?？看ㄖ锬┒艘擞们€與岸邊連接，曲率半徑不小于0.2Lc。 靠船建筑物：圖 三峽船閘靠船墩與拴船柱三峽船閘靠船墩與拴船柱 為供進(jìn)閘船舶在進(jìn)間前停泊系靠，在引航道內(nèi)應(yīng)布設(shè)靠船建筑物?？看ㄖ锏拈L度一般采用設(shè)計(jì)最大船隊(duì)(舶)長的1倍。對于頂推船隊(duì)可采用23設(shè)計(jì)最大的船隊(duì)長。對于拖帶船隊(duì)則采用全船隊(duì)長。1）如一閘次同時通過兩個或兩個以上的船隊(duì)，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要布設(shè)系靠船建筑物。2）如過

34、閘船舶中，非機(jī)動船較多，則還應(yīng)適當(dāng)布置非機(jī)動船系靠建筑物。靠船建筑物末端宜用曲線與岸邊連接，曲率半徑不小于0.2Lc。 靠船建筑物：三、其他建筑物的布置(1)外停泊區(qū) 外停泊區(qū)(錨地)，位于上、下游引航道外，供過閘船舶在過閘前或過閘后重新編隊(duì)，更換推輪、拖船和等過閘停泊的水域。(2)前港 在船閘引航道與水庫或湖泊直接相連時，水庫或湖泊風(fēng)浪可能危及引航道內(nèi)船舶航行或停泊時，應(yīng)設(shè)置前港，以保證在設(shè)計(jì)通航期內(nèi)相通航標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的風(fēng)級內(nèi)過閘船舶能安全和迅速進(jìn)、出船閘。2.外停泊區(qū)和前港伏爾加河薩拉托夫水利樞紐伏爾加河薩拉托夫水利樞紐伏爾加河薩拉托夫水利樞紐伏爾加河薩拉托夫水利樞紐四、通航水流條件 船閘通航

35、水流條件是指在通航期內(nèi)，為滿足船舶正常操作條件下安全通暢過閘而對船閘引航道口門區(qū)和引航道內(nèi)流速、流態(tài)及其分布范圍提出的要求。1. 通航水流條件的概念主要包括： (1)船閘引航道與河流、水庫、湖泊中航道相連接的口門區(qū)的區(qū)域范圍； (2)對水流流速(縱向、橫向、回流流速)的限值； (3)對船閘引航道口門區(qū)范圍內(nèi)波浪、泡漩等的限值； (4)對船閘引航道內(nèi)水流流速(縱向、橫向)的限值； (5)對引航道和中間渠道不穩(wěn)定流的波浪高度、比降及速度的限值。四、通航水流條件 船閘引航道與河流、水庫、湖泊中航道相連接的一段區(qū)域，是引航道靜水與河流動水交界的水域。 （斜流、回流） 引航道口門區(qū)： 根據(jù)現(xiàn)行船閘設(shè)計(jì)規(guī)

36、范，引航道口門區(qū)是指引航道分水建筑物頭部外一定范圍內(nèi)的水域，其寬度為引航道寬度的1.5倍，其長度根據(jù)船隊(duì)形式確定： 拖帶船隊(duì)采用1.01.5倍船隊(duì)長， 頂推船隊(duì)采用2.02.5倍船隊(duì)長。2. 引航道口門區(qū)圖圖6-21 6-21 船閘引航道口門區(qū)位置圖船閘引航道口門區(qū)位置圖四、通航水流條件3. 通航水流條件的標(biāo)準(zhǔn) (2)引航道內(nèi)的流速限值 船舶由引航道進(jìn)閘的航速遠(yuǎn)小于引航道口門區(qū)的航速，一般為1.01.2，因此引航道內(nèi)的橫向流速限值應(yīng)較口門區(qū)小，一般應(yīng)不大于0.15。 引航道內(nèi)的縱向流速一般應(yīng)不大于0.5。 (1)引航道口門區(qū)的水流流速五、施工通航1. 先建船閘通航 (1) 船閘施工期間，利用老

37、航道通航，待船閘建成通航后再截?cái)嘣降?。（適用于船閘及節(jié)制閘均不建在原河道中的低水頭船閘） (2)船閘施工期間，施工圍堰在原航道處留通航口。這種方式適用于船閘不建在原航道或河道較寬的情況，對于中低水頭船閘帷墻較矮和上游引航道底高程較低時較為方便。 (3)船閘施工期間，用施工導(dǎo)流明渠作臨時航道通航。 施工通航的目的，是船閘及其所在的水利樞紐在施工期間保證原來航道的暢通并滿足客貨運(yùn)輸需要，使航運(yùn)不致中斷。 當(dāng)采用以上幾種方式不可能達(dá)到或不經(jīng)濟(jì)，或不能保證全年通航，或不能滿足客貨運(yùn)量通過的要求時，可采用修建臨時船閘通航。2. 修建臨時通航船閘 臨時船閘的要求： 臨時船閘的規(guī)模、尺度要根據(jù)工程施工期間

38、客、貨運(yùn)量和艙隊(duì)(舶)尺度及組成，通過分折論證確定。 臨時船閘位置要根據(jù)地形、地質(zhì)條件，樞紐布置。臨時船閘通航與永久船閘和樞紐其他工程施工互不干擾等條件選定。 臨時船閘的設(shè)計(jì)水位和通航條件應(yīng)根據(jù)與永久船閘的通航水位和所在航道的通航標(biāo)準(zhǔn)及通航條件，做到基本不斷航。 位于客貨運(yùn)量大、重要航道上的水利樞紐工程，施工期較長，采用單項(xiàng)臨時通航設(shè)施，不能滿足客貨運(yùn)量通過的需要和保證航運(yùn)不斷的要求時，則宜采用幾種臨時設(shè)施相結(jié)合的方式，如臨時船閘與導(dǎo)流明渠相結(jié)合，兩者相輔相成，交替使用，保證航運(yùn)不斷。3.臨時船閘結(jié)合導(dǎo)流明渠通航的綜合方式 三峽工程施工期間期通航和施工導(dǎo)流方案為：施工期通航采用明渠結(jié)合臨時船閘

39、的方案，采用分三期導(dǎo)流方案進(jìn)行施工。 第一期，修建一期土石縱向圍堰，圍護(hù)右側(cè)支漢河道(圖6-22a) ，開挖右岸導(dǎo)流明渠，修筑二期混凝土縱向圍堰；同時，在左岸修建臨時船閘。主河道束窄不多，仍可過流和正常通航(圖6-22b)。3.臨時船閘結(jié)合導(dǎo)流明渠通航的綜合方式 第二期，修建二期上、下游橫向圍堰，修筑河床溢流壩和左岸電站，同時在左岸山體內(nèi)修建永久船閘和升船機(jī)(圖6-22d)。3.臨時船閘結(jié)合導(dǎo)流明渠通航的綜合方式 第三期，修建三期上、下游圍堰(6-22e)，利用臨時船閘維持通航，江水通過左岸溢流壩中臨時底孔宣泄。左岸電站和永久船閘及升船機(jī)投入運(yùn)行。3.臨時船閘結(jié)合導(dǎo)流明渠通航的綜合方式圖圖6-

40、22 6-22 長江三峽工程施工導(dǎo)流和施工通航方案長江三峽工程施工導(dǎo)流和施工通航方案圖圖6-41 6-41 三峽船閘施工階段圖三峽船閘施工階段圖 6.5 船閘通過能力 和 耗水量計(jì)算 船閘的通過能力是指每年通過船閘的船舶總數(shù)或貨物的總噸數(shù)。前者為過船能力，后者為過貨能力。 在一般情況下，船閘的通過能力是指設(shè)計(jì)水平年期限內(nèi)，每年自兩個方向(上、下行)通過船閘的貨物總噸數(shù)，即年過閘貨運(yùn)量或過閘總載重噸位。nNGP (1) 船閘的年過閘總載重噸位：NGnnP)(0 (2)船閘的年通過貨運(yùn)量：G-一次平均過閘噸位：n-船閘日平均過閘次數(shù)：N-船閘年通航天數(shù)：-船閘不平衡系數(shù)-裝載系數(shù)：nNGP (1)

41、 船閘的年過閘總載重噸位：NGnnP)(0 (2)船閘的年通過貨運(yùn)量： （一）影響船閘通過能力的因素： （1）船閘本身的技術(shù)條件； （2）外部條件； （3）船閘的管理水平； （二）船閘通過能力的計(jì)算參數(shù)：計(jì)算參數(shù)主要包括：（1）一次平均過閘噸位G：（4）船閘日平均過閘次數(shù)n：（5）船閘年通航天數(shù)N：Tn60（2）船閘的日工作時間（小時） ：（3）船閘一次過閘時間T：（6）船閘不平衡系數(shù)和裝載系數(shù)：NGnnP)(0 （三）船舶過閘時間和影響因素1.船舶過閘時間的影響參數(shù)：（1）船舶進(jìn)出閘速度：（2）船舶進(jìn)出閘距離：（3）船舶進(jìn)出閘時間：（4）閘門啟閉時間：（5）閘門灌泄水時間：（6）船舶進(jìn)出閘間

42、隔時間：（1）單向一次過閘時間：2.船舶一次過閘時間T：543211224tttttT假定閘室泄水完畢單向第一個船隊(duì)進(jìn)入閘室t2關(guān)閉下閘門時間t1閘室灌水時間t3開啟上閘門時間t1同閘次第一個和最后一個出閘時間間隔t5同閘次最后一個船舶駛?cè)胍降罆r間t4關(guān)閉上閘門時間t1閘室泄水時間t3打開下閘門時間t1同閘次第一個和最后一個進(jìn)閘時間間隔t5（1 1）雙向雙向一次過閘時間：一次過閘時間：2.2.船舶一次過閘時間船舶一次過閘時間T：假定閘室泄水完畢假定閘室泄水完畢雙向第一個船隊(duì)進(jìn)入閘室雙向第一個船隊(duì)進(jìn)入閘室t2關(guān)閉下閘門時間關(guān)閉下閘門時間t1閘室灌水時間閘室灌水時間t3開啟上閘門時間開啟上閘門時

43、間t1同閘次第一個和最后一個出閘時間間隔同閘次第一個和最后一個出閘時間間隔t5同閘次最后一個船舶駛?cè)胍降罆r間同閘次最后一個船舶駛?cè)胍降罆r間t4+t2關(guān)閉上閘門時間關(guān)閉上閘門時間t1閘室泄水時間閘室泄水時間t3打開下閘門時間打開下閘門時間t1同閘次第一個和最后一個進(jìn)閘時間間隔同閘次第一個和最后一個進(jìn)閘時間間隔t511 同閘次最后一個船舶駛?cè)胂掠我降罆r間同閘次最后一個船舶駛?cè)胂掠我降罆r間t454321242224tttttT（1 1）單向一次過閘時間：）單向一次過閘時間：2.2.船舶一次過閘時間船舶一次過閘時間T：543211224tttttT（2 2）雙向一次過閘時間：）雙向一次過閘時間

44、：54321242224tttttT實(shí)際計(jì)算時的過閘時間實(shí)際計(jì)算時的過閘時間T：)2(2121TTT（1 1）單向過閘時間：）單向過閘時間：3.3.連續(xù)多級船閘過閘時間連續(xù)多級船閘過閘時間T：653213124ttmtttT ) )( (（2 2）雙向過閘時間：）雙向過閘時間：653214112tmtmmttmtT) )( () )( ( 654321512122224tmtmtmttmtT) )( () )( ( （三）船閘年通過能力（三）船閘年通過能力NGnnP)(0 船閘的年通過能力：船閘的年通過能力：G-一次平均過閘噸位：一次平均過閘噸位：n-船閘日平均過閘次數(shù)：船閘日平均過閘次數(shù)：N

45、-船閘年通航天數(shù)：船閘年通航天數(shù)：-船閘不平衡系數(shù)船閘不平衡系數(shù)-裝載系數(shù)：裝載系數(shù)：6.5.3 船閘耗水量計(jì)算（1） 船閘過閘用水量（2） 閘閥門漏水量（1） 單級船閘過閘用水量xxxHBL.V) )( (51151 1VVV 2VVV 上行：下行：第6節(jié) 船閘輸水系統(tǒng)1船閘輸水系統(tǒng)的組成 在船閘建筑物上為閘室灌水和泄水而設(shè)置的包括進(jìn)水口、輸水廊道、輸水閥門、出水口及消能工等全部設(shè)施稱為船閘的輸水系統(tǒng)。一、船閘輸水系統(tǒng)概述 及 現(xiàn)狀 2、船閘輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求： (1) 灌水和泄水時間不大于為滿足船閘通過能力所規(guī)定的輸水時間； (2) 船舶(隊(duì))在閘室及上、下游引航道內(nèi)具有良好的停泊條件

46、和航行條件； (3) 船閘各部位不應(yīng)因水流沖刷、空蝕等造成破壞； (4) 布置簡單、檢修方便、工程投資少。船閘輸水時間：技術(shù)問題和經(jīng)濟(jì)問題（2 2）船舶的停泊條件）船舶的停泊條件 它主要決定于它主要決定于閘室灌、泄水時水流對過閘船舶的閘室灌、泄水時水流對過閘船舶的作用力的大小作用力的大小。 【衡量指標(biāo)衡量指標(biāo)】為作用在過閘船舶上的水流作用力不為作用在過閘船舶上的水流作用力不應(yīng)超過系船纜繩應(yīng)超過系船纜繩最大拉力的允許值最大拉力的允許值。 在我國，纜繩拉力的允許值可按下式估算：在我國，纜繩拉力的允許值可按下式估算： (1) 排水量為排水量為500t和和500t以上船舶：以上船舶： (6-21)式中

47、：式中： PL允許纜繩拉力的縱向水平分力允許纜繩拉力的縱向水平分力(kN)； Pc允許纜繩拉力的橫向水平分力允許纜繩拉力的橫向水平分力(kN)； W 船舶排水量船舶排水量(t)。(2) (2) 排水量排水量500t500t以下船舶：以下船舶：2 2船舶的停泊條件船舶的停泊條件二 船閘集中輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性集中輸水系統(tǒng) 、 分散輸水系統(tǒng)二 船閘集中輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性集中輸水系統(tǒng)、分散輸水系統(tǒng)HTm 判別依據(jù)：3xxpLHBKT 式中：二、船閘集中輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性二、船閘集中輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性 集中輸水系統(tǒng)集中輸水系統(tǒng)是將輸水系統(tǒng)集中布置在閘首范圍

48、內(nèi)。是將輸水系統(tǒng)集中布置在閘首范圍內(nèi)。灌水時，水經(jīng)上閘首由閘室的上游集中流入閘室；泄水灌水時，水經(jīng)上閘首由閘室的上游集中流入閘室；泄水時，水從閘室的下游端經(jīng)下閘首泄入引航道，因而也稱時，水從閘室的下游端經(jīng)下閘首泄入引航道，因而也稱為為頭部輸水系統(tǒng)。頭部輸水系統(tǒng)。 1 1集中輸水系統(tǒng)的型式集中輸水系統(tǒng)的型式 目前較好的集中輸水系統(tǒng)可分為以下三類。目前較好的集中輸水系統(tǒng)可分為以下三類。 (1) (1) 短廊道輸水短廊道輸水 短廊道輸水又可分為短廊道輸水又可分為無消能室的短廊道輸水無消能室的短廊道輸水( (圖圖6-23)6-23)、有消能室的短廊道輸水有消能室的短廊道輸水( (圖圖6-24)6-24

49、)及檻下輸水及檻下輸水( (圖圖6-25)6-25)三三種。種。集中輸水系統(tǒng)、分散輸水系統(tǒng)集中輸水系統(tǒng)、分散輸水系統(tǒng)圖圖6-23 6-23 無消能室的短廊道輸水無消能室的短廊道輸水 圖圖6-24 6-24 有消能室的短廊道輸水有消能室的短廊道輸水 圖圖6-25 6-25 檻下短廊道輸水檻下短廊道輸水 2) 2) 直接利用閘門輸水直接利用閘門輸水 這種輸水系統(tǒng)根據(jù)閘門型式和輸水方式又可分為這種輸水系統(tǒng)根據(jù)閘門型式和輸水方式又可分為三三角閘門門縫輸水角閘門門縫輸水( (圖圖6-26)6-26)、平面閘門門下輸水、平面閘門門下輸水( (圖圖6-27)6-27)、弧形閘門門下輸水弧形閘門門下輸水( (

50、圖圖6-28)6-28)，以及閥門上開小門輸水，以及閥門上開小門輸水( (圖圖6-29)6-29)四種四種。 (3) (3) 組合式輸水組合式輸水 這種輸水系統(tǒng)是由以上所述的任何兩種型式組合而這種輸水系統(tǒng)是由以上所述的任何兩種型式組合而成。圖為成。圖為三角閘門門縫輸水三角閘門門縫輸水和和短廊道輸水組成短廊道輸水組成的組合的組合式輸水布置。式輸水布置。 解臺船閘解臺船閘 (1)(1)集中輸水系統(tǒng)的水力特性集中輸水系統(tǒng)的水力特性 水流力：灌入(或泄出)閘室的水體完全集中地由靠近閉首的一端流入(或流出)，由于水流的縱向運(yùn)動，對過閘船舶產(chǎn)生一定的水流作用力。 波浪力：由于流入(或流出)閘室的流量隨時間

51、而變化，水流由閘室一端向另一端推進(jìn)，從而在閘室內(nèi)形成長波，使閘室水面傾斜，對過閘船舶產(chǎn)生的作用力。 局部力：由于水流集中地進(jìn)人閘室，殘余能量都集中在靠近閘首一端的閘室段內(nèi)，加之流速分布不均勻，因而造成水流的局部紊亂和局部水面下降的現(xiàn)象，使船舶受到?jīng)_擊和吸力，對船舶產(chǎn)生另一種水流作用力。2.2.集中輸水系統(tǒng)的水力特性及消能措施集中輸水系統(tǒng)的水力特性及消能措施 (2) (2)集中輸水系統(tǒng)的消能措施集中輸水系統(tǒng)的消能措施 設(shè)置消能措施的目的設(shè)置消能措施的目的，就是要使船閘灌泄水時的剩就是要使船閘灌泄水時的剩余能量盡可能多地在進(jìn)入船舶停泊處以前就被消耗掉，余能量盡可能多地在進(jìn)入船舶停泊處以前就被消耗掉

52、，使水流平靜，流速分布均勻。消能設(shè)施大多設(shè)在閘首以使水流平靜，流速分布均勻。消能設(shè)施大多設(shè)在閘首以及靠近閘首的閘室段及靠近閘首的閘室段。 現(xiàn)代船閘采用的消能措施一般有以下幾種：現(xiàn)代船閘采用的消能措施一般有以下幾種：消能室消能室 消能室是利用閘首消能室是利用閘首帷墻的高度或?qū)㈤l底部帷墻的高度或?qū)㈤l底部分挖深而成的一個頂部分挖深而成的一個頂部封閉或開敞的消能空間。封閉或開敞的消能空間。消能室以及出口可設(shè)其消能室以及出口可設(shè)其他消能構(gòu)件，使水流能他消能構(gòu)件，使水流能調(diào)整成與水深相適應(yīng)的調(diào)整成與水深相適應(yīng)的均勻水流進(jìn)入閘室均勻水流進(jìn)入閘室。 (2)(2)集中輸水系統(tǒng)的消能措施集中輸水系統(tǒng)的消能措施消力

53、檻及消力齒消力檻及消力齒 消力檻消力檻的作用主要的作用主要是將底部較大的流速向是將底部較大的流速向上挑起，并利用撞擊達(dá)上挑起，并利用撞擊達(dá)到消能擴(kuò)散的目的。消到消能擴(kuò)散的目的。消力齒是一個鋸齒形的消力齒是一個鋸齒形的消力檻，它的作用與消力力檻，它的作用與消力檻相同，但其豎向擴(kuò)散檻相同，但其豎向擴(kuò)散的作用要比消力檻大。的作用要比消力檻大。消力梁消力梁 消力梁的作消力梁的作用主要是調(diào)整豎向流速用主要是調(diào)整豎向流速分布。由于它需要一定分布。由于它需要一定的空間，因此，多用在的空間，因此，多用在有帳墻的上、中、閘首，有帳墻的上、中、閘首，常見于消能室的出口。常見于消能室的出口。消力柵消力柵 消力柵由一

54、消力柵由一排或多排立柱所組成，排或多排立柱所組成，其作用是調(diào)整橫向流速其作用是調(diào)整橫向流速分布，穩(wěn)定水面。分布，穩(wěn)定水面。消力墩消力墩 消力墩是若干個較矮的立柱，常用多排消力墩是若干個較矮的立柱，常用多排交錯排列。它一方面有挑流作用，另一方面也起立柱式交錯排列。它一方面有挑流作用，另一方面也起立柱式消能和調(diào)整橫向流速分布的作用。消能和調(diào)整橫向流速分布的作用。擋板與遮板擋板與遮板 擋板是直立的，遮板是水平的。擋板主要是用來阻擋板是直立的，遮板是水平的。擋板主要是用來阻擋水流的沖擊并迫使水流轉(zhuǎn)變方向，遮板是用來促使水擋水流的沖擊并迫使水流轉(zhuǎn)變方向，遮板是用來促使水流旋滾消能，并防止水面翻滾以穩(wěn)定水

55、面。流旋滾消能，并防止水面翻滾以穩(wěn)定水面。消力池消力池 消力池是用以增大消能的水深，以增強(qiáng)消力齒消力池是用以增大消能的水深，以增強(qiáng)消力齒( (檻檻) )及消力墩的消能作用。消力池可用于上、下閘首，池的及消力墩的消能作用。消力池可用于上、下閘首，池的末端常以坎和下游連接。末端常以坎和下游連接。 1 1布置原則布置原則 (1)輸水系統(tǒng)及消能設(shè)施的布置要滿足輸水能力的要輸水系統(tǒng)及消能設(shè)施的布置要滿足輸水能力的要求求。（水力損失要小，流量系數(shù)要大消能設(shè)施合適）。（水力損失要小，流量系數(shù)要大消能設(shè)施合適） (2)輸水系統(tǒng)的布置要便于水流的消能及均勻擴(kuò)散。輸水系統(tǒng)的布置要便于水流的消能及均勻擴(kuò)散。 (3)

56、輸水系統(tǒng)和消能設(shè)施的布置，在平面上應(yīng)與閘室輸水系統(tǒng)和消能設(shè)施的布置，在平面上應(yīng)與閘室或下游引航道的布置相適應(yīng)?；蛳掠我降赖牟贾孟噙m應(yīng)。 (4)上閘首輸水系統(tǒng)及消能設(shè)施在立面上的布置，應(yīng)上閘首輸水系統(tǒng)及消能設(shè)施在立面上的布置，應(yīng)考慮到輸水過程中閘室水位的變化。考慮到輸水過程中閘室水位的變化。三、集中輸水系統(tǒng)的布置三、集中輸水系統(tǒng)的布置 短廊道輸水系統(tǒng)有短廊道輸水系統(tǒng)有環(huán)繞短廊道輸水環(huán)繞短廊道輸水及及檻下輸水檻下輸水。 (1)(1)廊道進(jìn)口廊道進(jìn)口( (淹沒深度，平均流速，水頭損失淹沒深度，平均流速，水頭損失) ) (2)(2)廊道轉(zhuǎn)彎半徑廊道轉(zhuǎn)彎半徑( (水頭損失，壓力，閘首尺寸水頭損失，壓力

57、，閘首尺寸) ) (3) (3)廊道出口廊道出口( (淹沒水深，出口斷面淹沒水深，出口斷面) ) 2 2短廊道輸水系統(tǒng)的布置短廊道輸水系統(tǒng)的布置 分散輸水系統(tǒng)分散輸水系統(tǒng)是將是將輸水系統(tǒng)分散布置在閘首及輸水系統(tǒng)分散布置在閘首及閘室內(nèi)閘室內(nèi)。灌、泄水時，水流通過設(shè)在閘室底或閘空墻內(nèi)。灌、泄水時，水流通過設(shè)在閘室底或閘空墻內(nèi)的縱向輸水廊道上的一系列出水支管、出水孔分散地流的縱向輸水廊道上的一系列出水支管、出水孔分散地流入閘室，因而也稱為入閘室，因而也稱為長廊道輸水系統(tǒng)長廊道輸水系統(tǒng)。 四、船閘分散輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性四、船閘分散輸水系統(tǒng)的主要形式及其水力特性長廊道輸水系統(tǒng)長廊道輸水系統(tǒng)。

58、1分散輸水系統(tǒng)的水力特性 分散輸水系統(tǒng)的水流是通過設(shè)置在閘室墻或閘室底板內(nèi)的縱向輸水廊道及與其相連的分支廊道和出水支孔灌入或泄出閘室的。 ( (水流力、波浪力、局部力水流力、波浪力、局部力) ) 與集中輸水系統(tǒng)相比？與集中輸水系統(tǒng)相比？簡單式簡單式 隨著船閘水級及船隊(duì)尺寸的增加以及快速輸水的要求，在實(shí)踐中又進(jìn)一步改進(jìn)了分散輸水系統(tǒng)的布置，如閘底長廊道分區(qū)段出水，閘室中段橫支廊道出水，閘室前后段橫支廊道出水等。分散輸水系統(tǒng)分成以下3類(1)簡單式(2)較復(fù)雜式 (3)復(fù)雜式 2分散輸水系統(tǒng)的類型和布置（1）簡單式 簡單式分散輸水系統(tǒng)簡單式分散輸水系統(tǒng)是指直接在閘墻長廊道上，于是指直接在閘墻長廊道

59、上，于閘室長度的中段布置一系列閘室長度的中段布置一系列短支管短支管或或支孔支孔向閘室供水。向閘室供水。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：簡單式分散輸水系統(tǒng)簡單式分散輸水系統(tǒng)（2 2）較復(fù)雜式）較復(fù)雜式1、閘底長廊道頂支孔出水2 2、閘底長廊道分區(qū)段出水、閘底長廊道分區(qū)段出水3 3、閘墻長廊道閘室橫支廊道出水、閘墻長廊道閘室橫支廊道出水3 3、閘墻長廊道閘室橫支廊道出水、閘墻長廊道閘室橫支廊道出水（3）復(fù)雜式 “復(fù)雜式”又稱為全動力平衡系統(tǒng)，不但供水區(qū)段數(shù)較多，而且廊道水流慣性對各供水區(qū)段的影響基本相同，消除了各出水區(qū)段出流之間的差別。同時在水流分配上采用了較為復(fù)雜的立體交叉垂直分流的形式 。（3）復(fù)雜式

60、 3分散輸水系統(tǒng)的布置原則分散輸水系統(tǒng)的布置原則 各類分散翰水系統(tǒng)在布置共同要求：各類分散翰水系統(tǒng)在布置共同要求： (1)輸水系統(tǒng)進(jìn)口的布置，要求有良好的線形； (2)分散輸水系統(tǒng)的輸水閥門段，在閥門前后應(yīng)有一定長度的直線段，以使水流順宜均勻地通過。同時閥門段及其以后的廊道頂部高程必須布置在下游最低通航水位以下，不容許摻入大量空氣而惡化船舶的停泊條件。 (3)當(dāng)上、中閘首輸水閥門廊道段的壓力較低或出現(xiàn)負(fù)壓時，其后的檢修閥門門槽距工作閥門的距離應(yīng)大于廓道高度的3倍，以避免檢修閥門井摻氣。 (4)輸水系統(tǒng)的主廊道斷面可大于輸水閥門處廊道斷面，以增大輸水系統(tǒng)的主廊道斷面可大于輸水閥門處廊道斷面，以增