船闸

三、船闸基本尺寸确定 船闸的基本尺寸决定于过闸船队的船只数目、船只大小。 基本尺寸主要指闸室在有效长度、有效宽度及闸槛上最小 水深。 1、闸室有效长度：即船舶过闸时闸室可供船舶安全停泊 的长度，包括船队及其进闸所需的富裕长度，与驳船一次 过闸数量和编组方式有关。
Lk L1 nL2 L(n 2)
d、高桩台式：依靠在地基中的嵌固作用维持平衡。 优点：稳定 性好。 缺点：耗材多，施工复杂。 e、板桩式：利用板桩入土部分的嵌固和锚定结构来维持稳定。 优点：省材。 缺点：施工复杂、耐久性差。
2：不透水闸室 这种闸室适用于水级较大，闸墙较高，地基较差的船闸 一般有如下几种形式 坞式闸室 悬臂式闸室 双铰式闸室 反拱式闸室
二、船闸类型 根据船闸所处的位置分： 1、内河船闸 建在内陆渠化河流及人工运河上的船闸。 2、海船闸 建在封闭式海港洪池口门、海运河及入海河流 河口处的船闸。 根据船闸的闸室级数不同分： 1、单级船闸 沿船闸纵向只建有一个闸室的船闸，船舶通 过单级船闸时只需进行一次灌泄水，即可克服上下游水位的 全部落差，这种船闸适用于水头不超过15~20m。 2、多级船闸 沿船闸纵向连续建两个以上闸室的船闸、船 舶通过船闸时城进行多次灌水泄水才能克服上下游水位全部 落差，当水头超15~20m宜采用多级船闸。
2）把下闸首布置在坝轴线上，其优点、缺点与上种布置情
况相反，总的说来工程上采用前一种布置较多。
2、布置在河弯的裁直引河上的船闸
当地形等条件合适时，这种布置方案较合理，因为这种 布置船闸与主体工程施工不相互干扰。
船闸离主体拦河建筑物较远船只进出闸安全，船闸和引
航道开挖量虽大，但施工场地开阔，可不作围堰且可先建船 闸通航，当拦河（主体）建筑物施工时又利用船闸导流。
所以双向过闸时间
T2 4t1 2t 2t3 2t
/ 2
/ 4
t2/ t2
t4/ t4
对于一个船闸一般认为单向、双向过闸机会均等，所以船只 一次过闸时间为 ：
1 T2 T (T1 ) 2 2
一般 T 1小时
船闸结构
一、闸室结构 在土基上常采用两种形式 ： 1、闸室墙与底板分离的透水闸室 2、闸室墙与底板相连的不透水闸室(a) （b）
船闸布置在河弯的裁直引河上
七、船只过闸时间 过闸方式：单向过闸，船只从上（下）游向下（上）游过闸 双向过闸，一次灌水泄水时间内船只从上游到下 游，从下游到上游，两方向依次交替过闸。 船只从下游到上游单向过闸程序： 1、打开下游输水系统的阀门放水，使闸室水位与下游齐平（t3） 2、打开下闸门 (t1) 3、船只进闸（t2） 4、关闭下闸门(t1) 5、打开上游输水系统阀门向灌水，使闸室水位与上游齐平（t3） 6、开启上闸门(t1) 7、船只出闸(t4) 8、关闭上闸门(t1)
不过，近年来国内外建造了一些水头H>20m的单级船闸， 如广西融江的麻石船闸H=22m，江西赣江万安船闸H=32.6m。 国外建成的水头最大的单级船闸，前苏联额尔齐其尔河的 石山口船闸H=42m。
根据船闸线数的不同分： 1、单线船闸 一个枢纽只建有一座船闸。 2、多线船闸 一个枢纽内建有多座船闸。
1、透水闸室：适用于高度为6~8m且地基条件较好的闸室 闸室墙按结构特征可分为：重力式、扶壁式、拉条板墙式、板 桩式、高桩台式 a、重力式闸墙 ： 依靠本身和墙填土重量维持稳定、多 用坞工材料。中小型船闸常用。 优点：就地取材、节约水泥、钢材、结构经久耐用，施工技 术要求低。 缺点：砌石工程量大、不易机械化施工。
BK (1.10 ~ 1.15)B
B —并列过闸船只总宽。
有的书的建议这样确定 BK
BK mB1 2B (m 1)C
B1 —驳船宽度； m —过闸船队横向驳船数； B —船与闸室墙间富裕宽度一般 B (0.1 ~ 0.15)mB1 取 B 0 . 4 ~ 1 . 5 m 一般取 C 0.3 ~ 0.5m C —船舶之间空隙，
a、坞式闸室 优点：地基受力均匀，结构简单，地基承载力要求低。 缺点：底板较厚，材料 用量大。 b、悬臂式闸室 优点：中间分缝设止水后减小底板内力、耗材少。 缺点：中间止水构造复杂。 c、双铰式闸室 优点：底板厚度较小 缺点：底板受力对两侧闸室变位较为敏感，接触处止水复杂 适用于砂性土地基及墙高较小船闸。 d、反拱底板式闸室 优点：底板截面尺寸小，砼钢材用量小。 缺点：对闸室墙不均匀沉陷相对水平位移转角相当敏感。 矩形闸室用水量少，灌泄时间短，启用方便，通过能力大， 大多数船闸皆采用这种结构。
2）不允许淹没 上闸首顶高=防洪水位+ a 闸首室墙顶高程=下闸首顶部高程 下游引航道墙顶高程=下游最高通航水位 (0.5 ~ 1.0)m 上下游闸门顶高程=最高通航水位或防洪水位 (0.2 ~ 0.5)m
五、船闸的引航道 引航道作用在于保证船舶安全，顺利进出船闸，供等待过 闸船舶的安全停泊，使进出船闸船只交错避让，引航道应具 有足够的水深和一定的平面形状和尺寸。 引航道平面形状与尺寸取决于船舶过闸繁忙程度，船队进 出闸的引驶方式以及靠船和导航建筑物的型式与位置。
一般布置船闸时考虑以上诸多因素，进行方案比较选择 最优方案。 布置方案主要有两种： 1、布置在河床之中的船闸 客观条件许可最好把船闸布置在水深较大，地基较好和 不发生淤积一岸，以使船闸上下游引航道挖方少造价低。
船闸布置在河床之中
葛洲坝水利枢纽
1）将上闸首布置在坝轴线上，闸室和下闸首等结构位于坝 轴线下游，其优点是闸室承受的扬压力小，可以减小闸室墙断 面，下游导航堤较短，缺点是上游导航堤要加长，且处于高水 位中，工程量较大，同时，当桥梁通上闸首时，由于净空要求， 桥墩需要加高并另建引桥或采用活动吊桥。
BC—过闸船只宽度； B —船与船、船与岸边富余宽度；
B (0.2 ~ 0.5)引航道中船速较小取小值，船速较大取大值。 Bc
采用三线过闸即一船队过闸，两船队停在引航道内
Bo 3Bc 4B
引航道底宽 B底 Bo 2m(hk T )
m —边坡系数；
hk —引航道内最小通航水深；
船
闸
船闸总体规划
船闸基本组成及工作原理 船闸是为船舶克服水道落差而设置的一种结构简单、使用方 便的通航建筑物，船闸一般由上、下闸首、闸室、上下游引 航道组成。 闸室：是指上、下闸首和两侧闸室墙组成的空间，闸室是供 船只过闸时停泊的地方，在闸室内一般有系船等辅助设备。 闸首：将闸室与上下游引航道隔开的挡水建筑物，位于上游 的闸首为上闸首，位于下游的闸首为下闸首，闸首内设闸门 和向闸室内灌水或由闸室向外放水的输水系统以及启闭机械。 引航道：引导船只安全进出船闸，引航道内设有导航建筑物 和靠船建筑物，导航建筑物引导船舶顺利进出闸，靠船建筑 物供等待过闸船舶停靠使用。
船闸工作原理： 假定船舶从下游驶向上游，闸室内水位与下游水位齐平， 下闸门开启，上闸门及上游输水阀门关闭。 首先将船舶从下游引航道内驶向闸室，关闭下闸门及下 游输水阀门，然后打开上游输水阀门给闸室灌水，等闸室
内水位与下游水位齐平后，打开上闸门，船舶驶出闸室， 而进入上游引航道。 从上游驶向下游其过闸程与此相反。
船只从下游到上游双向过闸程序：
1、打开下游输水系统的阀门放水，使闸室水位与下游齐平（t3） 2、打开下闸门 (t1) 3、闸室内船只出闸(t4/) 4、下游船只进闸（t2/） 5、关闭下闸门(t1) 6、打开上游输水系统阀门向灌水，使闸室水位与上游齐平（t3） 7、开启上闸门(t1) 8、船只出闸(t4/) 9、上游游船只进闸（t2/） 10、关闭上闸门(t1)
3、槛上最小水深 hk
最低通航水位时，闸槛最高处的水深 hk (T T )
T —船只满载时的吃水深度；一般是指过闸最大船只满载时的 吃水深度。 T —船底以下富余水深，与船只进闸速度有关,船只进闸 速度快，T 要小。
一般取 T (0.3 ~ 0.5)T
四、船闸高程的确定 1、底部高程 上游引航道底部和上闸首门槛高程=上游最低通航水位 — hk 闸室底、下闸首门槛和下游引航道底高程=下游最低通航水位— hk 2、顶部高程 上闸首顶部高程有允许淹没和不允许淹没两种情况： 1）允许淹没 上闸首顶高程=最高通航水位+富裕高度 a 大型船闸 a 1.0m 中小型船闸 a 0.5m 此时上游引航道墙顶和闸室墙顶与上游闸首同高。
（二）引航道横断面 1、引航道水深 一般取船闸槛上水深，即引航道的底面高程一般取其等于船 闸闸槛顶高程，在泥河淤积严重的河床流上，引航道的水深 应根据淤积情况适当加深。 2、引航道宽度 根据船闸中所行驶和停泊船队的线数决定，当采用双线时， 为使船队能相互交错避让在船队满载吃水的船底平面上，引 航道宽度 Bo 2 Bc 3B
V升 —闸室水位上升下降速度，与输水系统型式有关。
门上开阀V升 0.4m / 分 门下输水V升 0.9m / 分 短廊道输水系统 V升 1.0m / 分,分散输水系统 V升 可达 3.5m / 分 一般 t3 (5 ~ 20)分钟 t 4 —船只出闸时间 t4 L2 /V2 L L 单向过闸 1.5 2 k V2 (0.5 ~ 0.8)m / s
b、扶壁式：依靠扶壁间填土来维持平衡与稳定，多采用铅结构。
优点：材料少，结构尺寸较小，对地基要求较其他形式较低。 缺点：施工复杂、结构耐久性差。 c、拉条板墙式（锚着式）：依靠立板与锚定板间填土重和锚定作 用维持稳定。 优点：结构断面尺寸较小，砼用量小、造价低。 缺点：钢材用量大，施工复杂、结构耐久性差。
一般认为开启、关闭闸门时间相同，灌水、放水时间相同。 ∴单向过闸时间 T1 4t1 t2 2t3 t4 t1 —闸门开启（关闭）时间一般取t 1 ~ 2分钟 t 2—船只进闸时间 t2 L1 /V1 L —进闸距离 L1 Lk 单向过闸 1.5
1
V1 —船只进闸速度V1 0.3 ~ 0.5m / s t3 —充放水时间 t 3 H / V升 H—上下游水位差，