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水工建筑物基础(第2版)
1.14.1.3 三、船闸的类型
三、船闸的类型

船闸的类型较多,影响船闸形式的主要因素有水头的大小、流量的多少、地形的陡缓、地质的优劣、所需的通过能力、建筑材料的供应情况以及当地施工技术条件等。

1.按船闸的闸室级数分类

(1)单级船闸。沿船闸纵向只建有一级闸室的船闸,如图11-2所示。这种形式的船闸,船舶通过时,只需要进行一次充泄水即可克服上、下游水位的全部落差,过闸时间短,船舶周转快,通过的能力较大,建筑物以及设备集中,管理较为方便。一般单级船闸的适用水头不超过15~20m。

(2)多级船闸。是指沿船闸纵向连续建有两级以上闸室的船闸,如图11-3所示。船舶通过多级船闸时,需进行多次充泄水才能克服上、下游水位的全部落差。当水头较大时,采用多级船闸,过闸的用水量将会增大,充泄水进入闸室和引航道的水流流速较高,对船舶及输水系统的工作条件不利,而且还将使闸室及闸门的结构复杂化。多级船闸一般适用于水头超过15~20m的情况。

图11-3 多级船闸示意图

1—闸门;2—帷墙;3—闸墙顶

2.按船闸的线数分类

(1)单线船闸。其特点是在一个枢纽内只建有一条通航线路的船闸。一般情况下,大多采用这种形式。

(2)多线船闸。是指在一个枢纽内建有两条或两条以上通航线路的船闸。图11-4,为长江葛洲坝水利枢纽所采用的三线船闸。船闸线数的确定,主要取决于货运量与船闸的通过能力。当通过枢纽的货运量巨大,采用单线船闸不能满足通过能力要求时,或船闸所处河段的航道对国民经济具有特殊重要意义,不允许因船闸检修而停航时才修建多线船闸。

图11-4 三线船闸布置示意图

在双线船闸中,可将两个船闸的闸室并列,而在两个闸室之间采用一个公共的隔墙,如图11-5所示。这时可利用隔墙设置输水廊道,使两个闸室相互连通,一个闸室的泄水可以部分地用于另一个闸室的充水。因此,可以减少工程量和船闸用水量。

3.按闸室的形式分类

(1)广厢船闸。其主要特点是闸首口门的宽度小于闸室的宽度,如图11-6所示。这种船闸可以缩窄闸门的宽度、简化启闭设施、降低工程造价。但是,船舶进、出闸室需要横向移动,操作运用较为复杂,过闸时间较长。因此,在通过以小型船舶为主的小型船闸上较为常用。

图11-5 并列且互相连通的双线船闸

图11-6 广厢船闸平面示意图

(a)对称式;(b)反对称式

(2)具有中间闸首的船闸。在上、下闸首之间增设一个中间闸首,将一个闸室分为前、后两部分,如图11-7所示。当所通过的船舶较小时,为了节省过闸用水量和过闸时间,可只用闸室的前半部或后半部;当通过较大的船舶或船只较多时,可将前、后闸室连为一体使用。

(3)竖井式船闸。在闸室的上游侧设有较高的帷墙,而在下游侧设有胸墙,船舶在胸墙下的净空通过,下游闸门采用平面提升式,如图11-8所示。这种形式的船闸,用于水头较高、地基良好的情况,可以减小下游闸门的高度。如俄罗斯的乌斯季卡缅诺戈尔斯克单级船闸,水头高达42m,就采用了竖井式船闸。

图11-7 具有中间闸首的船闸

1—中间闸首;2—上闸首;3—下闸首;4—前闸室;5—后闸室

图11-8 竖井式船闸纵剖面示意图

1—闸室;2—胸墙;3—提升式平面闸门;4—人字闸门;5—帷墙

4.按地理位置不同分类

(1)内河船闸。是指建于内陆的渠化河流及人工运河上的船闸。其特点是,船闸平面尺寸及门上尺寸均较小,上闸首往往设有帷墙,一般只承受单向水头作用。但是,建于两条河流交汇的河口处,或受潮水位(或湖水位)影响的河段上的内河船闸,也承受双向水头的作用,且不设帷墙。建于山区河流上的有些船闸,洪水时期允许淹没,并参与枢纽泄洪。

(2)海船闸。是指专门建于封闭式海港港池口门、海运河及入海河口处的船闸。其特点是船闸平面尺寸及槛上水深均较大,承受双向水头作用,无帷墙,闸首没有上、下之分。