- •3.3.1.1. Гравитационные плотины
- •3.3.1.2. Контрфорсные плотины
- •3.3.1.3. Арочные плотины
- •3.3.1.4. Водопропускные сооружения глухих плотин
- •33.2.4. Механическое оборудование водосливных плотин
- •3.3.2.5. Подъемно-опускные устройства затворов
- •4. Водозаборы из поверхностных источников
- •4.1. Водоприемные устройства
- •4.1.2. Водоприемники с вихревыми камерами
- •4.1.4. Устройства для промывки водоприемников
- •4.4. Водоприемные ковши
- •5. Берегоукрепительные сооружения
- •6. Судоходные шлюзы как элемент гидроузлов
- •7. Каналы
- •8. Напорные гидротехнические трубопроводы
- •9. Гидротехнические отстойники
6. Судоходные шлюзы как элемент гидроузлов
Гидротехнические сооружения в виде плотин и гидроэлект ростанций, возводимые на судоходных реках, прерывают транс портные магистрали, если не выполнить в комплексе гидроуз лов специальные конструкции, обеспечивающие пропуск су дов и плотов из верхнего бьефа в нижний.
Эти сооружение носят название судоходных шлюзов (рис. 197).
Рис. 197. Схема судоходного итюза с подходными каналами и причаль ной стенкой: 1 - верхний подходной канал; 2 - нижний подходной канал; 3 - камера итюза; 4 - причальные стенки; 5 - направляющие палы; 6 - верхняя голова шлюза; 7 - стены камеры; 8 - нижняя голова итюза; ГВБ - гори зонт верхнего бьефа; ГНБ - горизонт нижнего бьефа
При плотинах значительной высоты применяются судоподъ емники.
Судоходные шлюзы состоят из одной, двух или нескольких камер, ограниченных с верхнего и с нижнего бьефа головами (верхняя и нижняя головы).
Шлюзы могут иметь одну или две линии шлюзования пла вающих судов, плотов.
В головах ворот размещаются шлюзовые ворота, в функ цию которых входит поддерживание уровней верхнего и ниж него бьефа, а после их выравнивания - открытие судового хода и пропуск судов в следующую камеру и бьеф (рис. 198).
в |
/ |
8 |
|
|
|
/ |
^ |
|
|
4 |
// |
|
|
|
|
:М~-напор ш лю т |
v f — |
||
I'- |
|ТЛ |
|||
|
|
|||
|
|
8тч- |
||
ь .. .. |
|
|
хАг / / |
|
|
|
|
■V
Рг/с. 79#. Принципиальная схема однокамерного итюза: 1 - камера; 2 - верхняя голова; 3 - нижняя голова; 4 - ворота; 5 - входные стены; 6 - обратная стена (крылья); 7 - шкафные стены; 8 - водопроводные галереи; 9 - затвор водопроводной галереи; 10 -упорные стены; 11 - камерная стена; 12 - флют-
бет; 13 - король (порог)
В головах или воротах находятся устройства для наполнения или опорожнения камер водой.
К верхним и нижним головам шлюза примыкают подходные каналы, оборудованные палами для причаливания судов, ожидаю щими шлюзования. В головах могут размещаться аварийные во рота, имеющие возможность закрываться при прямом (аварий ном) потоке воды в камеру шлюза.
Конструкции боковых стен и днища шлюзов могут иметь раз личные особенности для галерей, обеспечивающих наполнение камер водой, в зависимости от условий эксплуатации конкретного сооружения.
Головы шлюзов имеют три основных части: входную, шкаф ную, упорные стенки.
Проход судов через шлюз называют шлюзованием, оно состо ит из следующих операций:
1. Сравнивание горизонта воды с верхним или нижним бьефом, открытие входных (верхних или нижних) ворот.
2. Ввод судов в камеру шлюза и причаливание их к стенкам камер.
Эти устройства должны безопасно и в расчетные сроки напол нять или опорожнять камеры судоходных шлюзов, при спокойном гидравлическом режиме движения потока по водоподводящим
галереям (рис. 205).
Рис. 205. Схема водопровод ных галерей судоходного шлю за: а - пуск воды в камеру через отверстия в боковых стенках головы; б - пуск воды в камеру фронтально через стенку> каме ры с устройством специальных гасителей энергии падающего потока; в - пуск воды произво
дится через отверстия водоподводящих галерей, расположенных по всей длине камеры с регулировкой потока затворами, установленными в головах камеры
Наиболее широко распространено устройство водопроводящих галерей под камерами шлюзов и устройство отверстий для запол нения камер в дне шлюза (рис. 206).
Рис. 206. Схема судоходного
ишюза с донными галереями
Подача воды в камеры может осуществляться непосредственно через небольшие отверстия в воротах, которые перекрываются специальными устройствами, называемыми клинкетами.
Клинкеты устанавливаются в нижней части ворот, чтобы струя воды, поступающая в камеру, выходила ниже отметки нижнего бьефа и не создавала гидравлического воздействия на шлюзуе мые суда. Система клинкет-наполнения шлюзовых камер внедре на на судоходном шлюзе Камского гидроузла.
Для наполнения верхних камер судоходных шлюзов применя ются методы перелива воды через опускающиеся - плоские или сегментные - ворота верхних голов (рис. 207).
Рис. 207. Схема верхней головы шлю за с наполнением из-под ворот
Конструктивные формы судо ходных шлюзов разнообразны, они зависят от габаритов шлюза, напора воды на его конструкции,
грунтовых условий, способов питания шлюза и типов ворот, а кон струкции и размеры голов зависят от тийа применяемых ворот (рис. 208).
Рис. 208. Схемы шлюзовыхворот, применяемые всудоходныхшлюзах: а-двух створчатые; б - веерные; в - сдвоенные подъемные; г - сдвоенные опускные или однополотные; д- плоскиес вертикальной осьювращения; е-плоские подъемные; ж - плоские опускные; з - плоские откатные; и - клапанные; к - сегментные
подъемные; л - сегментные опускные; м - секторные; н - вальцовые
Камеры судоходных шлюзов могут быть с фильтрующим дни щем (при высоте напора не более 5-6 м) и непроницаемым дни щем. Непроницаемое днище выполняется из железобетона или бетона и представляет собой сплошную плиту.
Стены судоходных шлюзов могут выполняться из различных материалов и иметь разные конструктивные решения (рис. 209).
Рис. 209. Схемытипов ка мерныхстенсудоходныхшлю зов: а - ряжевые; б - бетон ная или каменная на раство ре; в- бетоннаяс проходящей внутри водопроводной гале реей; г - железобетонная контрфорсная с фундамент ной плитой; д- армированная бетоннаянасвайномроствер ке; е - шпунтовая, анкерная типа больверк; ж - докового типа изжелезобетона илиар мированного бетона; з - из армированного бетона свирского типа
Расположение судо ходного шлюза по отно шению к водосливной плотине и ГЭС зависит от местных условий и может быть нескольких видов:
-шлюз находится в реке и вынесен в сторону верхнего бьефа (рис. 210, а);
-шлюз находится в реке и вынесен в сторону нижнего бьефа
(рис. 210, б); - шлюз находится вне русла в обходном канале (рис. 211).
Если выдвигать шлюз в сторону верхнего бьефа, то сокра щается длина подходных устройств, она может быть немного больше длины камеры судоходного шлюза, что обеспечивает нормальное шлюзование судов, удобное расположение мосто вого перехода через камеру шлюза, но шлюз должен соору
жаться при возведение перемычек, а это значительно удорожает стоимость строительства.
Если шлюз вынести в сторону нижнего бьефа, то ситуация меняется: возникают сложности с устройством мостового пе рехода, увеличивается протяженность верхового подходного ус тройства.
В каждом конкретном случае проектирования расположение шлюза в составе гидроузла определяется исходя из местных ус ловий строительства и экономической целесообразности.
Вариант расположения судоходного шлюза вне русла реки, в обходном канале принято считать наиболее удобным, так как име ется возможность возводить шлюз без устройства перемычек, располагать его в отдалении от водосливных устройств, а суда, проходя через шлюз, не попадают в зону гидравлического воздей ствия работы ГЭС.
Берег
Рис. 210. Схемарасположе ния шлюза: а - выше плотины; б - ниже плотины
Берег