12.6. Процесс шлюзования и управление работой шлюза

Совокупность отдельных операций по переводу судна из одного бьефа в другой называется шлюзованием. Процесс шлюзования состоит из ряда операций, совершаемых в определенной последовательности, часть которых выполняется шлюзом (открытие и закрытие ворот, подъем и опускание затворов водопроводных галерей) и часть – судном (вход в шлюз и выход из него, швартовка и отшвартовка).

Время, затрачиваемое в процессе шлюзования непосредственно шлюзом, при определенном напоре на камеру имеет практически постоянную продолжительность и называется техническим. Время, затрачиваемое на этот процесс судном, называют движенческим, оно не является постоянным и зависит от ряда объективных и субъективных факторов (скорости входа судна в шлюз и выхода из него, длины пути входа и выхода, погодных условий и т.п.).

Пропуск судов через шлюзы может совершаться при одностороннем или двухстороннем (встречном) движении. При пропуске судов через шлюз одного направления шлюзование называют односторонним. При движении судов из верхнего бьефа, выполняются следующие операции: вход судна в шлюз, швартовка судна в камере, закрытие рабочих ворот верхней головы, открытие затворов, опорожнение камеры, открытие ворот нижней головы, отшвартовка судна и выход его в нижний подходной канал, закрытие затворов опорожнения и ворот нижней головы, открытие затворов наполнения и наполнение камеры, открытие верхних ворот и далее начало нового цикла. С целью сокращения времени шлюзования отдельные операции осуществляются одновременно, например, закрытие (открытие) ворот и швартовка (отшвартовка) судна. При одностороннем шлюзовании на пропуск одного судна (шлюзового состава) расходуется одна сливная призма воды. Если же пропуск осуществляется как из верхнего, так и из нижнего бьефов, т.е. при выходе из шлюза судна, движущегося вниз, в камеру входит судно, движущееся вверх, то такое шлюзование называют двухсторонним. При двухстороннем шлюзовании также расходуется одна сливная призма воды, но уже на пропуск судов в двух направлениях.

Пропуск через шлюз одного судна (шлюзового состава) принято считать одним шлюзованием, а время, затрачиваемое шлюзом на пропуск, – продолжительностью одного шлюзования. Шлюзовым составом называют группу (комбинацию) судов, одновременно размещаемых в камере и полностью использующих ее полезные размеры, пропускаемую через шлюз за одно шлюзование. Время, затрачиваемое на пропуск одиночного судна (состава) при одностороннем и двухстороннем шлюзованиях, определяется по выражениям

, (12.10)

где: t_вх(вых) = L_вх(вых) / υ_вх(вых) – время входа (выхода) судна, здесь:

υ_{(вх(вых)} и L_вх(вых) – соответственно, скорость и длина пути входа (выхода);

t_в – время открывания и закрывания ворот шлюза, принимаемое в зависимости от типа ворот, ширины камеры и высоты перекрываемого отверстия;

t – время наполнения и опорожнения камеры шлюза, определяемое по результатам гидравлических расчетов.

При предварительных расчетах допускается определять по формуле

, (12.11)

где:  – коэффициент, принимаемый равным 0,27 для шлюзов с головной системой питания и 0,19 – для распределительной.

При одновременном пропуске через шлюз группы судов (составов), необходимо учитывать добавочное время, которое требуется на вход и выход каждому последующему судну на преодоление интервала между ним и предыдущим судном. Согласно Правилам плавания по внутренним водным путям, этот интервал на подходах к шлюзу принимается не менее 100 м, а дополнительное время, необходимое для входа и выхода второго и последующих судов при любом варианте группы (комбинации) судов в камере, можно определить по выражению

, (12.12)

где: n – количество одновременно шлюзуемых в камере судов (составов).

Дополнительное время Т_доп прибавляется ко времени шлюзования одиночного судна (состава) Т₁ или Т₂ для каждой комбинации судов

Общее время работы шлюза слагается из суммарного времени шлюзования всех групп судов, пропускаемых через него, и может быть представлено в виде

,

где: Т₁ и Т₂ – время, соответственно, односторонних и двусторонних шлюзований;

Т_п и Т_т – время шлюзования пассажирских судов и технического флота.

Управление шлюзованием судов совершается вахтенным начальником шлюза с центрального пульта управления. Под управлением понимается координация операций, выполняемых основным оборудованием шлюза, с операциями, совершаемыми судами при их одностороннем или двухстороннем движении через шлюз.

Наиболее распространенным в настоящее время на шлюзах является централизованное управление всеми механизмами шлюза с одного пульта. С этого пульта можно включать механизмы для каждой операции шлюзования в отдельности (индивидуальное управление) и осуществлять автоматизированное цикловое управление всеми операциями, которые совершаются одна за другой в определенной последовательности от одного начального импульса. Для этой цели на пульте установлены приборы и датчики, показывающие положение затворов, ворот шлюза, уровней воды в камере и бьефах, а также средства связи (рация, телефоны и микрофоны), при помощи которых поддерживается связь с судами на подходах к шлюзу, с диспетчерами пути и движения и с соседними шлюзами для получения или передачи информации о движении флота. Коммутатор местной телефонной станции позволяет начальнику вахты соединяться со всеми службами, обслуживающими работу шлюза. Для быстрого отыскания повреждения в цепи управления на пульте имеется искатель повреждений.

Все механизмы снабжены устройствами защиты, выключающими электродвигатели при работе в нештатных ситуациях. В электрической схеме предусматриваются блокировки, исключающие возможность выполнения ошибочных операций, которые могут привести к авариям. Например, ворота не откроются ранее окончания наполнения и опорожнения камеры.

Регулирование движения судов в подходных каналах и в шлюзе осуществляется с помощью светофорной и звуковой сигнализации (рис. 12.11). Работа светофоров синхронно связана с операциями, выполняемыми шлюзом. Входные светофоры 4,5,6 и 7 разрешают или запрещают движение судов. При двухстороннем шлюзовании зеленый огонь светофора 4 разрешает судам, следующим к шлюзу, отшвартовываться у причальной стенки на определенном расстоянии от головы шлюза перед стоповым огнем 3, позволяющим безопасное расхождение с выходящими из шлюза судами.

Рис. 12.11. Схема расположения сигнальных устройств

1 – стоповые огни в камере; 2 – стоповые огни в подходах при одностороннем движении; 3 – стоповые огни в подходах ори двухстороннем движении; 4 – светофоры дальнего действия, разрешающие подход к причалам; 5 – светофоры, регламентирующие подход к месту причала при двухстороннем движении; 6 – светофоры регламентирующие подход к месту причала при одностороннем движении; 7 – входные светофоры; 8 – выходные светофоры; 9 – пульт управления: 10 – громкоговорители; 11 – телевизионные камеры; 12 – огни ограждения ворот.

Разрешающий сигнал – зеленый огонь светофора 6 указывает судну на подход к причальной стенке и швартовку перед стоповым огнем 2 при одностороннем шлюзовании. Зеленый огонь светофора 7 сигнализирует судоводителям о готовности шлюза к приему судна в камеру.

В камере судно или шлюзовые составы размещаются в пределах границ полезной ее длины, обозначенной стоповыми огнями 1.

После швартовки судов в камере, в момент начала закрытия рабочих ворот на светофорах 7 и 8 зажигается красный огонь. При выравнивании уровней в камере и бьефах (после наполнения или опорожнения) и открытии рабочих ворот на светофоре 8 зажигается разрешающий (зеленый) сигнал на выход судов из камеры шлюза.

Вахтенный начальник шлюза при помощи звуковой сигнализации или по рации сообщает судоводителям о начале наполнения или опорожнения камеры, передает им информацию о наличии встречных судов, об особенностях пути и другие сведения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации шлюзов и безопасности судопропуска пульты управления на них устраивают так, чтобы начальник вахты мог свободно наблюдать за камерой и подходными каналами со стоящими и движущимися судами. Обычно пульт размещают на одном из устоев нижней головы и, кроме того, для лучшего обзора всей акватории на шлюзах устанавливают телевизионные установки.