水工建筑物2005-过坝等建筑.ppt

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,过坝(闸)建筑物,j0,渠首建筑物,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,船闸：利用水力将船舶浮运过坝，通过能力大，应用最广。 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,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,闸室：船舶临时停靠的场所 闸首：分隔上下游，分上闸首和下闸首 引航道：导航，含上、下引航道,10.1.1b,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,10.1.1c,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,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1520m，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,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,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,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,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,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,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,船闸通过能力,一般是指年内双向通过船闸的货物总吨数。,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,升船机的组成,y,10.1 通航建筑物 二、升船机,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,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,筏道：用于浮运木排的过木建筑物 漂木道：用于浮运散漂原木的过木建筑物 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,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,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,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,渠首位置的选择,要求：保证引水、减少泥沙入渠。 利用弯道环流特点，设于凹岸弯顶稍下，取表面清水； 尽量选择短的、地质、地形条件好的干渠线路； 不宜选择在汊道河段，因汊道演变复杂。,10.3.1c,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,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。,枢纽组成,拦河闸或溢流坝、进水闸、沉沙池等。,10.3.1d,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,渠首布置形式,沉沙槽式：利用导水墙和导沙坎形成的沉沙池沉淀泥沙。 人工弯道式：利用人工弯道形成的环流。 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。 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,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： 渠道：分干、支、斗、农四级 调节及配水建筑物：节制闸、分水闸 交叉建筑物：渡槽、倒虹吸管、涵洞 落差建筑物：跌水、陡坡 泄水建筑物：泄水闸、虹吸溢洪道 冲沙和沉沙建筑物：冲沙闸、沉沙池 量水建筑物：量水堰、量水管嘴,10.3.2b,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,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,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。,断面形状 土基梯形、岩基接近矩形(Fig10-18)。,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。,防渗设施 对于防渗性不好的渠道，渗漏有时可达5060。 一般措施是护面，如浆砌石、混凝土、防渗膜等。,10.3.2c,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,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,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。,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,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,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,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。,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,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,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）,倒虹吸管的组成： 进口段：渐变段、闸门、拦污栅、沉沙池等（Fig10-24） 出口段：与进口段基本相同，单管不设闸门 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,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