河海大学渠化工程考试重点.doc

水运优点：1内河水道建设可以密切结合水利资源综合利用和综合开发。2水运的运输能力比较高。3水运的运输成本低；4大宗物资长途运输的优势；5对环境污染小、占用耕地少；缺点：v慢、受自然条件影响较大、水系之间互不沟通等航道网需具备的条件：1、航道成网，四通八达；2、全面规划，统一标准；3、统筹安排，综合利用；4、更新设施，科学管理渠化工程：采用航道整治、疏浚、渠化等工程措施改善天然河流的航道条件。河流渠化是在天然河流上建筑一系列拦河闸坝和通航建筑物利用闸坝壅水作用增加上游河段的通航水深，利用通航建筑物来克服筑坝后所形成的水位落差以达到改善航道条件的目的。河流渠化的影响：河流渠化后，由于水文情势的变化将引起陆上生态和水下生态系统的变化。挡水建筑物、泄水建筑物挡水建筑物：拦截江河、抬高水位。重力坝，拱坝，土石坝。泄水建筑物：确保库水位不超过规定的高程，也给下游必要的水量。溢流坝，水闸。船闸的工作原理：当上行船要通过船闸时，先由下游输水设备将闸室水位泄放到与下游水位齐平，then开启下闸首闸门，船舶驶入闸室，随即关闭下闸首闸门，由上游输水设备向闸室充水，待水面与上游水位齐平后，开启上闸首闸门，船舶驶离闸室船闸基本尺度:船闸正常通航过程中，闸室可供船舶安全停泊和通过的（有效）尺度。闸室有效长度、有效宽度和门槛水深。基本尺度应满足：1设计水平年内各个阶段的通过能力，应满足过闸总吨位、客货运量的要求；2应满足设计船型、现状船型的过闸要求；3应满足设计船队一次过闸。闸室有效长度：船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度。Lx=Lc+Lf 闸室有效宽度:闸室两侧墙面最突出部分之间的最小距离Bx=bc+bf bf=b+0.025(n-1)bc8、12、16、23、34m的宽度系列标准。门槛最小水深：是最低通航水位时门槛以上最小水深。H/T1.6（引航道1.41.5，引航道宽，可再挖）断面系数=/=1.52.0 过小，过闸时产生碰底现象，不满足要求时，加大门槛睡深。设计水位：包括通航水位，校核水位，检修水位，施工水位等1设计最高通航水位：设计洪水频率顶部高程（上下游）2设计最低通航水位：通航时间保证率底部高程（上下游）3校核高水位：校核洪水位或非常运用水位校核顶部高程4校核低水位：最小瞬时下泄流量时下游最低水位，防止船舶搁浅。5检修水位：确保足够的检修时间，降低检修水位，降低工程造价。6施工水位：施工围堰的洪水设计标准，参照水利水电现行标准。1、闸门门顶高程：上游设计最高通航水位+超高1）有挡洪要求的=校核洪水位+超高2）无挡洪要求的=设计最高通航水位+超高3）检修闸门=检修水位+超高；事故闸门=设计洪水位+超高4）关于超高：还应包括波浪和水面雍高值闸首墙顶高程：闸门门顶高程+结构高度闸室墙顶高程、导航、靠船建筑物顶高程：闸室的最高设计水位+设计船型的空载干舷高度。1对称型:B大，曲进直出，v大。B小，曲进曲出，v小。2不对称：直进直出 3反对称：直进直出v大引航道尺度1）长度：导航段+调顺段+停泊段+过渡段+制动段：2）宽度满足1.候闸停泊宽度2.船队出闸B，3.船-船之间富裕B3）引航道水深: H（1.41.5）T船闸通过能力：单位时间内通过船闸的货物总吨数或船舶总数。1、单向年过闸船舶总吨位（理论值）：P1=(n/2)GNP1：单向年通过船舶总吨位；n：日平均过闸次数，n=*60/T日工作时间；T船闸一次过闸时间；N年通航天数；G一次过闸平均载重吨位。2、单向年过闸客货运量（实际值）：P2=(n-n0)/2 GN/n0：日非客、货船过闸次数；：船舶装载系数，=0.50.8；：运量不均衡系数，1.31.5。影响船闸通过能力的因素1）船闸的技术水平；2）航道的自然条件；3）船型及营运组织；4）船闸的管理水平枢纽总体布置的因素：1、 枢纽在梯级开发中的位置；2、地形、地质、水文、泥沙等自然条件；3、主要水工建筑物在综合利用中地位各自的使用要求；4作为航运枢纽、渠化枢纽而言，通航条件的要求相当重要；5施工期通航；6、淹没损失及环境影响；7施工条件；8工程投资；9使用、管理条件等。船闸布置经验1、 船闸及引航道应（必须）布置在一条直线上，上、下游引航道与主航道平顺连接，并有足够的停靠、系泊尺度。(长度、宽度、转弯半径和水深)。2、 船闸上下游引航道口门尽可能避开易淤积部位，尤其凸岸淤积区、枢纽下泻物淤积区及回流、缓流淤积区。通航水流条件:在通航期内，船闸引航道口门区和引航道内应满足的流速、流态条件。1、 输水系统组成:进水口、阀门段、廊道、出水口、消能工、镇静段等组成。基本要求：输水时间要求，良好停泊条件，各部位不应水流冲刷空蚀。10-15min。2. 集中输水系统水力特性,水力特点：灌入或泻出闸室的水体分别经上（下）闸首的在一端流入或流出。1）流速力：其大小与流速有关，均比较小。2）波浪力：大小与流量增率、过水断面积有关。3）局部力：消能对象。灌水初期:Q大，室内h小，较大波浪力。中期:Q大，水流E大，局部力大。2、集中输水系统型式（1）短廊道输水:a.无消能室：常用于无帷墙、帷墙高度较小的闸首。b.有消能室：适用于有帷墙空间的上、中闸首。c.槛下输水。（2） 直接利用闸门输水：三角门缝、平面、弧形门下、闸门上开小门输水。（3） 组合式输水：如三角门门缝输水与短廊道输水结合。3、集中输水系统消能设施1）消能室：封闭式、开敞式、格栅式,使水流充分掺混消能。2）消力槛、消力齿：竖向挑流，将底部流速大向上挑起；3）消力梁：调整流速竖向分布。下密上疏。4）消力栅：调整水流横向分布。应与平面布置相适应。5）消力池：增大下游水深6）消力墩：挑流；调节横向流速分布7）挡板：阻挡水流冲击并使水流转向。8）挡板：使水流旋滚消能防止水面翻滚。消能工种类:1.无消能工（水流对冲、扩散或水垫）2.简单（消力齿、槛、墩，池格栅）3.复杂集中输水系统布置原则1水头损失小，流量系数大。2便于水流消能和扩散；3）输水系统和消能工的布置与闸室和引航道相适应；4）考虑输水过程闸室水位变化波浪力减小措施：减小灌水初期的流量增率1均匀慢速开启输水阀门；2先慢后快开启输水阀门；3）下小上大的楔形断面。短廊道输水系统布置要求:廊道进口:限制流速，足够淹没水深（廊道进口顶部不产生负压，避免吸入空气和漂浮物），防止漩涡进口断面平均v不大于4（v大add进口损失；产生较强烈进口漩涡，降低输水效率和吸入漂浮物，危及安全）廊道轮廓修圆，减少进口损失。廊道弯曲段:控制转弯半径，特别是内侧最小半径防止负压。出口:要扩大，分流导墙，增加对冲消能效果。廊道直线段:满足阀门布置。高程低的直线段。分散输水系统型式简单式：a)闸墙长廊道侧支孔输水系统；b)局部分散输水系统。闸室中段布置短支孔或横向沟槽。较复杂式：廊道可纵或横，廊道顶部或两侧。a) 闸底长廊道短支孔（管）出水b)闸底长廊道分区段出水c)闸墙长廊道闸室横支廊道出水。d)闸墙长廊道闸室中心进口水平分流，闸底纵支廊道二区段出水e)闸墙长廊道闸室中段进口纵横支廊道支孔出水形式。复杂式：供水区段数多，立体交叉垂直分流；区段之间等惯性；纵横向分别对称；对水流条件停泊条件有改善。1） 建筑物自重、水重，内部或上部填料重2）阀门、闸门及其他设备的重量3）土压力4）静水压力5）扬压力6）船舶荷载7）闸面活荷载8）波浪压力9）水流力10）地震力1） 土压力状态的选择：土基上分离式主动土压力；斜桩或带横撑直桩基础上、岩基上分离式静止土压力；整体式结构静止土压力；墙高大于15m应进行附加土压力的论证整体式闸室：又称坞式闸室结构。1）整体式闸室的地基，反力分布比较均匀；2）可以适应不均匀沉陷，但将在底板内产生附加应力；3）抗震性能好；4）整体式闸室结构适用于水头较大，闸墙较高且地基较差或具有软弱夹层或抗震有较高要求的情况。整体稳定性1抗滑稳定性2抗倾3抗浮4渗透5地基承载力渗流：船闸承受水头差后，必将在地基及其两侧的回填土内，产生渗透水流，。1） 渗流的影响a) 渗透力降低建筑物的抗滑、抗倾、抗浮的整体稳定性；b)引起地基的渗透变形，引发事故；2）船闸渗流特点 a)空间性b）双向性c）不稳定性流土：粘性土中，土颗粒之间有粘着力，土颗粒不易单独移动。但在渗流逸出处有可能将部分土体（土块）顶起，使其处于悬浮状态。防治流土的措施1）控制渗流逸出处的渗透坡降小于临界坡降。2）在逸出处铺设块石等作为盖重，保护土壤的稳定性。管涌：对颗粒间粘着力较小的无粘性土土壤，当渗流坡降、渗流流速大于一定数值时，小颗粒沿着渗流方向，通过孔隙被带走，从而孔隙增加，更大颗粒可能继续被带走。如此发展，孔隙不断扩大，最终使地基产生较大沉降、甚至塌陷，lead建筑物失事。管涌与渗透坡降、颗粒组成的不均匀系数有关。防治管涌的措施1） 控制渗透坡降.2）设置反滤层。沿渗流方向，颗粒由小变大排列的组合材料。防渗与排水布置应考虑的因素1船闸结构型式. 2船闸在枢纽中的位置。3墩（墙）后回填土的高程、宽度，以及排水设施的布置4地基的水文地质条件. 5水头大小闸室为透水闸底的防渗布置沙性土:采用板桩及铺盖；渗流排出的地方设反虑层；（边墩背面不宜有向回填土侧的倒坡，水下部分沿墙高不宜有突出部分防止集中渗流）粘性土:齿墙和铺盖或防渗墙。1、闸、阀门组成1）门叶结构:活动的挡水结构。由梁格及面板等构成的承重结构体系、行走、支承、止水、启闭吊点等组成。2)埋固构件:埋设于闸首边墩、底板的构件，与门叶结构的行走、支承、止水等装置相配套。如轨道、止水埋件、门槽护角、底槛角钢、顶枢底枢座、枕垫座等。3） 闸、阀门启闭机械:有液压式、卷扬式、螺杆式2、闸、阀门的类型 a按工作性质分闸门：工作闸门、检修闸门、事故闸门阀门：工作阀门、检修阀门b门叶结构的启闭方式（直线、弧线）移动式、绕轴旋转式c门叶结构型式和构造特征（1）平面门:直升（降）式平面闸门；升卧式