第九章过坝建筑物PPT精选课件.ppt

1、 第九章第九章 过坝建筑物过坝建筑物 渠首及系建筑物渠首及系建筑物 过坝建筑物：通航、过木、过鱼（鱼道、鱼闸）。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。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、渠系建筑物包括：渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。跌水等。通航建筑物：船闸和升船机。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，通船闸是利用水力将船队（舶）浮送过坝，通过能力大，应用最广；过能力大，应用最广；升船机是利用机械力将船舶升送过坝，耗水升船机

2、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。量少，一次提升高度大。本节侧重介绍船闸。（一）组成（一）组成 一、船闸一、船闸船闸由闸室、闸首和引航道组成，见图船闸由闸室、闸首和引航道组成，见图10-110-1。图图101 101 船闸示意图船闸示意图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；10下游引航道 （1 1）闸室）闸室介于上、介于上、下闸首及两侧边墙间一个供过坝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。（闸）船队（舶）临时停泊的场所。（2 2）闸首）闸首闸首的作用是将闸室与上、下游闸首的作用是将

3、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，下游端船队（舶）通过。位于上游端的叫上闸首，下游端的叫下闸首。的叫下闸首。（3 3）引航道）引航道连接闸首与主航道的一段航道，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。临时的停泊场所。（二）过闸程序（二）过闸程序 过闸的程序如图过闸的程序如图102102所示。所示。当上行船队要通过

4、船闸时，首先由下游输水设备将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，随即关闭下闸首闸门，由首闸门，船队驶入闸室，随即关闭下闸首闸门，由上游输水设备向闸室充水，待水面与上游水位齐平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，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，由下游后，即可驶入闸室，然后关闭上闸首闸门，由下游

5、输水设备向下游泄水，待闸室水位与下游水位齐平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。引航道，这就是船队过闸的全过程。图102 船队(舶)过闸程序示意图（三）船闸的类型（三）船闸的类型 1 1按船闸的级数分类按船闸的级数分类 （1 1）单级船闸）单级船闸 只有一级闸室的船闸称为单级船闸。只有一级闸室的船闸称为单级船闸。H=15H=1520m(20m(基岩基岩H=30m)H=30m)。（2 2）多级船闸）多级船闸 图图103103是我国三峡双线是我国三峡双线5 5级船闸总体布

6、置示意图，级船闸总体布置示意图，上下游总水头上下游总水头H=113mH=113m，是世界上规模最大和水头最高，是世界上规模最大和水头最高的船闸。世界上级数最多的船闸是俄罗斯的卡马船闸，的船闸。世界上级数最多的船闸是俄罗斯的卡马船闸，共共6 6级。级。2 2按船闸的线数分类按船闸的线数分类 （1 1）单线船闸）单线船闸 在一个枢纽内只有一条通航线路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。的船闸称为单线船闸，大多采用这种型式。（2 2）多线船闸）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

7、利枢纽分别采闸称为多线船闸。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。三峡工程双线用的是双线和三线船闸。三峡工程双线5 5级船闸的单级船闸的单级闸室尺寸为级闸室尺寸为280m280m34m34m5m5m（最小水深），年单向（最小水深），年单向通过能力为通过能力为50005000万万t t，一次通过时间约为，一次通过时间约为2 2小时小时4040分。分。3 3按闸室型式分类按闸室型式分类 （1 1）广厢船闸）广厢船闸闸首口门的宽度小于闸室宽度，闸门尺寸缩窄，可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，降低造价；但船队（舶）进出闸室需要横向移

8、动，使操作复杂化，延长过闸时间。使操作复杂化，延长过闸时间。（2 2）具有中间闸首的船闸）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。见图个中间闸首，将闸室分为前后两部分。见图10-510-5。图图105 105 具有中间闸首的船闸具有中间闸首的船闸 11中间闸首；中间闸首；22上闸首；上闸首；33下闸首；下闸首；44前闸前闸室；室；55后闸室后闸室 当水头较高，且地基良好时，当水头较高，且地基良好时，为减少下游

9、闸门的高度，可选用井式船闸。为减少下游闸门的高度，可选用井式船闸。见图见图10-510-5。在下闸首建胸墙，胸墙下留有过闸在下闸首建胸墙，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，的井式船闸，H=42mH=42m。（3 3）井式船闸）井式船闸图图106 106 井式船闸纵剖面示意图井式船闸纵剖面示意图 11闸室；闸室；22胸墙；胸墙；33平面闸门；平面闸门；44人字闸门人字闸门 （

10、四）船闸的基本尺寸及引航道（四）船闸的基本尺寸及引航道 船闸的基本尺寸包括：闸室船闸的基本尺寸包括：闸室有效长度、有效宽度及门槛水深。有效长度、有效宽度及门槛水深。（1 1）闸室有效长度）闸室有效长度（1）式中式中 船队的计算长度船队的计算长度m；富裕长度富裕长度m，顶推队顶推队 ，拖带船队，拖带船队，对非机动船，对非机动船，m m。（2 2）闸室有效宽度）闸室有效宽度 是指闸室边墙内侧最突出是指闸室边墙内侧最突出 部分之间的距离。部分之间的距离。式中式中 同闸次过闸船队（舶）并列同闸次过闸船队（舶）并列 停泊的总宽度停泊的总宽度 m m；富裕宽度富裕宽度 m m，当当 时，时，当当 时，时，

11、。（3 3）门槛水深设计最低通航水位至闸首）门槛水深设计最低通航水位至闸首门槛最高处的水深，按规定门槛最高处的水深，按规定 其中，其中，T T 为设计最大船队（舶）满载时为设计最大船队（舶）满载时的吃水深度。的吃水深度。（4 4）引航道的长度与宽度）引航道的长度与宽度 长度：约为过闸船队（舶）计算长度的长度：约为过闸船队（舶）计算长度的3.53.54 4倍。当引航倍。当引航道的宽度与航道的宽度不一致时，尚需增设过渡段，其长度不道的宽度与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小于两者宽度差值的1010倍。倍。宽度：是指设计最低通航水位时，设计最大船队（舶）满宽度：是指设计

12、最低通航水位时，设计最大船队（舶）满载吃水船底处的宽度，应为一侧载吃水船底处的宽度，应为一侧(或两侧或两侧)等候过闸船队（舶）等候过闸船队（舶）的总宽度与设计最大船队的总宽度与设计最大船队(舶舶)宽度之和加富裕宽度，富裕宽度宽度之和加富裕宽度，富裕宽度可采用设计最大船队（舶）宽度的可采用设计最大船队（舶）宽度的1.51.5倍。引航道的最小水深视倍。引航道的最小水深视船闸的等级而定，对船闸的等级而定，对、级船闸，应不小于设计最大船队级船闸，应不小于设计最大船队（舶）满载吃水深的（舶）满载吃水深的1.51.5倍。引航道的横断面一般为梯形，边坡倍。引航道的横断面一般为梯形，边坡依土质稳定条件来确定，

13、通常为依土质稳定条件来确定，通常为1 1：2 21 1：3 3。引航道平面布置示意图如图引航道平面布置示意图如图108108 。图图108 108 引航道平面布置示意图引航道平面布置示意图11闸室；闸室；22闸首；闸首；33引航道引航道（五）过闸时间、（五）过闸时间、通过能力和耗水量通过能力和耗水量大大 图图1010 1010 垂直升船机示意图垂直升船机示意图(a)(a)提升式；提升式；(b)(b)平衡重式；平衡重式；(c)(c)浮筒式浮筒式11承船厢；承船厢；22传动机械；传动机械；33平衡砣；平衡砣；44钢索；钢索；55钢排架；钢排架；66支架；支架；77浮筒；浮筒；88上闸首；上闸首；9

14、9下闸首下闸首 图图1014 1014 无坝渠首无坝渠首（a a）山东打鱼张渠首；（）山东打鱼张渠首；（b b）导流堤式渠首）导流堤式渠首11导沙坎；导沙坎；22引水渠；引水渠；33进水闸；进水闸；44东沉沙条渠；东沉沙条渠；55西沉沙条渠；西沉沙条渠；66泄水闸；泄水闸；77导流堤导流堤图1015 都江堰工程布置示意图 图图1016 1016 有坝渠首有坝渠首 (a)(a)沉沙槽式渠首：沉沙槽式渠首：11沉沙槽；沉沙槽；22导水墙；导水墙；33导沙坎；导沙坎；44溢流坝；溢流坝；55冲沙闸；冲沙闸；66进水闸；进水闸；77渠道渠道 (b)(b)底部冲沙廊道式渠首：底部冲沙廊道式渠首：11溢流

15、坝；溢流坝；22渠道；渠道；33冲沙廊道冲沙廊道 (c)(c)底栏栅式渠首：底栏栅式渠首：11底栏栅坝段；底栏栅坝段；22金属栏栅；金属栏栅；33输水廊道；输水廊道；44溢流坝；溢流坝；55进水闸进水闸 图图1032 1032 带有沉沙池的倒虹吸管进口布带有沉沙池的倒虹吸管进口布置置11上游渠道；上游渠道；22渐变段；渐变段；33沉沙池；沉沙池；44拦污栅；拦污栅；55进口闸门；进口闸门；66进水口；进水口；77冲沙闸；冲沙闸；88启闭台；启闭台；99便桥便桥图图1038 1038 单级跌水单级跌水11进口连接段；进口连接段；22跌水口；跌水口；33跌水墙；跌水墙；44侧墙；侧墙；55消力池；消力池；66出口连接段出口连接段