水工建筑物2005-过坝等建筑C10

04.11.23(13周)二04.11.24(13周)三10.0第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物概念⑴过坝(闸)建筑物j0⑵渠首建筑物⑶渠系建筑物是指为通航、过木、过鱼等而设置的水工建筑物。引水渠道的首部工程，包括无坝渠首枢纽和有坝渠首枢纽。引水渠道的所有建筑物的统称，包括渠首、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。10.1.0第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物①船闸：利用水力将船舶浮运过坝，通过能力大，应用最广。②升船机：利用机械力将船舶升送过坝，耗水量少，一次提升高度大。je§10.1通航建筑物通航建筑物的类型10.1.1a㈠船闸的组成y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物①闸室：船舶临时停靠的场所②闸首：分隔上下游，分上闸首和下闸首③引航道：导航，含上、下引航道10.1.1b㈡过闸程序y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物上行船闸输水启下闸门→船进闸→关下闸门→充水启上游闸门→船出闸→下行入闸闸门全闭闸内水位与尾水平闸内水位与上游平10.1.1c㈢船闸类型y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴按船闸级数分单级船闸：过闸时间短、通过能力大、管理方便，但承担水头较小。多级船闸：水头大时采用。因每级船闸承受水头一般不超过15～20m，岩基上不超过30m。过闸时间长影响通过能力、过水量大。10.1.1d㈢船闸类型y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑵按船闸的线数分三峡水利枢纽平面布置单线船闸：大多工程采用。多线船闸：一个枢纽有两条及以上的通航线路的船闸。有运输量及过闸能力决定。葛洲坝三线单级，三峡双线五级10.1.1e㈢船闸类型y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑶按闸室的形式分广厢船闸：闸首口门窄于闸室，以节省闸首造价，主要过小型船队，但进、出闸需横向移动，操作较复杂，延长了过闸时间。具有中间闸室的船闸：过单船时，仅用前闸室，后闸室作引航道；过船队时，中间闸首不用。可节约水量，减少过闸时间。井式船闸：水头较高时，下闸首设胸墙，船从胸墙下过。原苏联建成42m水头的井式船闸。10.1.1f㈣船闸的基本尺度及引航道的尺度和宽度y§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物主要计算和确定的有：闸室的有效长度闸室的有效宽度闸室的门槛水深引航道的长度引航道的宽度10.1.1g㈤船舶过闸时间j1§10.1通航建筑物一、船闸第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物主要计算单向过闸时间和双向过闸时间。主要包括：进闸时间、灌水(或泄水)时间、出闸时间、进出闸间隔时间等㈥船闸通过能力一般是指年内双向通过船闸的货物总吨数。㈦船闸的耗水量包括过闸用水和闸门漏水两部分，船舶排水量可忽略。需算次耗水量和日均耗水量，为船闸设计的重要经济指标。10.1.2a㈠升船机的组成y§10.1通航建筑物二、升船机㈡工作原理第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物承船厢、垂直支架或斜坡道、闸首、机械传动装置、事故装置、电气控制系统与船闸基本相同，只是动力不一样。10.1.2b㈢升船机的类型je§10.1通航建筑物二、升船机第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物按承船箱载运船舶的方式分：湿式、干式按承船箱的运行路线分：垂直升船机(提升式、平衡重式、浮筒式)、斜面升船机10.2⑴筏道：用于浮运木排的过木建筑物⑵漂木道：用于浮运散漂原木的过木建筑物⑶过木机：运送木材过坝的机械设施j§10.2过木建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物10.3.1a㈠无坝取水枢纽：y§10.3渠首及渠系建筑物一、渠首第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴适用情况引水比不大、防沙要求不高、河道各水位期满足取水量要求时常采用。岸边侧向引水，工程简单、工期短、投资少，但控制性差、保证率低。10.3.1b㈠无坝取水枢纽：y§10.3渠首及渠系建筑物一、渠首第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑵渠首位置的选择要求：保证引水、减少泥沙入渠。①利用弯道环流特点，设于凹岸弯顶稍下，取表面清水；②尽量选择短的、地质、地形条件好的干渠线路；③不宜选择在汊道河段，因汊道演变复杂。10.3.1c㈡有坝取水枢纽：y§10.3渠首及渠系建筑物一、渠首第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴适用情况引水量较大，无坝引水不满足要求，需建拦河闸或溢流坝，用以抬高水位。⑵枢纽组成拦河闸或溢流坝、进水闸、沉沙池等。10.3.1d㈡有坝取水枢纽：j1§10.3渠首及渠系建筑物一、渠首第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑶渠首布置形式⑴沉沙槽式：利用导水墙和导沙坎形成的沉沙池沉淀泥沙。⑵人工弯道式：利用人工弯道形成的环流。⑶分层取水式(冲沙廊道式)：利用上清下浑的泥沙沿水深的分布特点，表层取水、底层冲沙。⑷底栏栅式：利用金属栏栅拦沙，但只能拦掉粗于栏栅孔径的推移质。10.3.2a㈠渠系建筑物类型y§10.3渠首及渠系建筑物二、渠系建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物主要按作用分类：①渠道：分干、支、斗、农四级②调节及配水建筑物：节制闸、分水闸③交叉建筑物：渡槽、倒虹吸管、涵洞④落差建筑物：跌水、陡坡⑤泄水建筑物：泄水闸、虹吸溢洪道⑥冲沙和沉沙建筑物：冲沙闸、沉沙池⑦量水建筑物：量水堰、量水管嘴10.3.2b㈡渠道y§10.3渠首及渠系建筑物二、渠系建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴设计内容：选定渠道线路确定断面形状和尺寸拟定渠道的防渗设施⑵线路选择结合地形、地质、施工、交通等条件初选几条路线经经济技术比较选定。⑶断面形状土基梯形、岩基接近矩形(Fig10-18)。⑷断面尺寸由设计流量、不冲不淤流速确定，同时应考虑施工条件。⑸防渗设施对于防渗性不好的渠道，渗漏有时可达50～60％。一般措施是护面，如浆砌石、混凝土、防渗膜等。10.3.2c㈢渡槽y§10.3渠首及渠系建筑物二、渠系建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴设计内容：选择适宜的渡槽位置和形式拟定纵、横断面细部设计结构设计⑵位置选择：一般与渠系总体规划的线路一致。宜选在地质地形条件好、河道稳定的区段，切忌急转弯。⑶形式选择：梁式渡槽：拱式渡槽：跨越地质条件较好的窄深山谷时常用(Fig10-19)。10.3.2c㈢渡槽y§10.3渠首及渠系建筑物二、渠系建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑷断面形式选择：设拉杆的矩形槽：常用浆砌石、钢筋混凝土(Fig10-21)设肋的矩形槽：常用浆砌石、钢筋混凝土设拉杆的U型槽：半圆形＋直线段，常用钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土⑸纵断面设计：主要设计底宽、水深、底坡、首末端底面高程、槽壁顶高程等，计算采用水力学方法。⑹进口与渠道的连接：需在渡槽进、出口设置渐变段，设计方法与前面章节一致(Fig10-23)。10.3.2d㈣倒虹吸管ee§10.3渠首及渠系建筑物二、渠系建筑物第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物⑴倒虹吸管的布置：选定原则基本同渡槽，穿过河道、道路等需正交，进出口尽量与挖方渠道相连，随地形铺设，弯道尽量少（Fig10-24）⑵倒虹吸管的组成：⑴进口段：渐变段、闸门、拦污栅、沉沙池等（Fig10-24）⑵出口段：与进口段基本相同，单管不设闸门⑶管身：多为圆形和矩形，圆形多用于大、中型工程，矩形多用于中、小型⑶倒虹吸管的水力计算：根据设计流量和落差确定断面尺寸。需校核管内流速，管内流速1.5～2.5m/s，不超过3.5m/s，以防泥沙淤积和加大水头损失。需校核最大流量的壅水高度，以确定进口挡墙高程。校核进口水面衔接形式，不宜存在太大的跌水，以免引起管身振动。Fig10-6Fig10-16Fig10-17Fig10-18Fig10-19Fig10-21Fig10-23Fig10-24Fig10-31