船闸
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2012-5-6 袁新明 扬州大学水利学院
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 2、闸室有效宽度Bk 闸室有效宽度 有效宽度B Bk=Σbc+bf Σbc-闸室内并列停泊船对最大总宽 为富裕宽度； <=10m, Bf-为富裕宽度； 当Σbc <=10m, bf >=1.0m; Σbc>10m; bf >= 0.5+0.04 Σbc • 3、闸槛上的有效水深Hk 闸槛上的有效水深H • Hk >= 1.5T • T-设计最大船队满载时吃水深度,按上式确定的门 设计最大船队满载时吃水深度, 槛水深留有较大的裕度，主要是加大过水断面、 槛水深留有较大的裕度，主要是加大过水断面、 减小船舶人闸阻力、便于船舶安全进出闸室。 减小船舶人闸阻力、便于船舶安全进出闸室。此 当通航水位由于某些原因降低时， 外，当通航水位由于某些原因降低时，可避免出 现槛上水深不足的情况。 现槛上水深不足的情况。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• ( 4 ) 船闸与电站分设于两岸 （ 图 8 － 10 ) 这种布置 船闸与电站分设于两岸（ 10) 形式使电站远离船闸， 形式使电站远离船闸 ， 电站下泄的尾水不会影响 船只进出船闸； 在电站施工或运行期间， 船只进出船闸 ； 在电站施工或运行期间 ， 运输机 电等设备方便， 变电 布 也 易 ； 同时， 电站和 电等设备方便 ， 同时 ， 闸的施工及管理可以互不干扰。 但是， 闸的施工及管理可以互不干扰 。 但是 ， 由于两岸 均需布置施工场地，增加了施工费用。 均需布置施工场地，增加了施工费用。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
4、引航道的长度与宽度 、
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引航道的长度包括直线段( L1）和过渡段（L2)的长 。引航道的长度包括直线段( L1）和过渡段（L2)的长 直线段应平行于船闸轴线，由导航段l1 l1； 度。直线段应平行于船闸轴线，由导航段l1；调顺 l2和停泊段l3组成 和停泊段l3组成. 段l2和停泊段l3组成. 引航道长度约为过闸船队计算长度的 3．5～4倍。 与航道宽度不一致时， 当引航道宽度 B。 与航道宽度不一致时 ， 尚需增设 过渡段，其长度不小于两者宽度差值的l 过渡段，其长度不小于两者宽度差值的l0。倍. 引航道宽度是指设计通航最低水位时， 。 引航道宽度是指设计通航最低水位时 ， 设计最大船 满载吃水时船底处的引航道宽度， 队 抽）满载吃水时船底处的引航道宽度，应为一侧 等候过闸船队湖）的总宽度bc 等候过闸船队湖）的总宽度bc1；或两侧等候过闸船 队门） 队门 ） 的总宽度 bc1+ bc2 与设计最大船队 的宽度 久之和，再加富余宽度面∆ 船队之间∆ bc， 久之和，再加富余宽度面∆b，船队之间∆b =bc，船 队与岸之间∆ b=0 队与岸之间∆ b=0．5 bc, 当只有一侧停靠等候过闸 bc2 b=1 bc. 的船队时 间(bc2=0), b=1．5 bc.
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第第八章船闸
船闸又可以分为双线（复线）和单线。 船闸又可以分为双线（复线）和单线。 双线船闸，视上下游水位差的大小， 双线船闸，视上下游水位差的大小， 每条线可以是单级的，也可以是多级的。 每条线可以是单级的，也可以是多级的。 长江三峡大坝的船闸， 长江三峡大坝的船闸，为双线五级船 可使1000吨的船及船队同时过坝, 1000吨的船及船队同时过坝 闸，可使1000吨的船及船队同时过坝,总 水头版头113 113米 水头版头113米.
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
2．船闸在枢纽中的布置形式
船闸布置在河床内。 ( 1 ) 船闸布置在河床内 。 如客观条 件许可， 件许可，最好把船闸布置在水深较 地基较好和不发生淤积的一岸， 大、地基较好和不发生淤积的一岸， 以使船闸上、下游引航道挖方少、 以使船闸上、下游引航道挖方少、 造价低。 造价低。这种布置形式又有两种方 案。
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
1、闸室的有效长度 闸室位于两闸首之间， 闸室位于两闸首之间，是船只临时停 泊处。 泊处。 Lk=Lc+Lf • Lc-船队计算长度，为最大船队长度 船队计算长度， • Lf-为富裕长度；对顶船队： Lf=>2 + 为富裕长度；对顶船队： 0.06Lc • 对拖带船队： Lf=>2+0.03Lc；对非机动船 对拖带船队： 2m。 Lf>=2m。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 船闸与节制闸并列布置。图8－9为渠系上 船闸与节制闸并列布置。 的小船闸，船闸与节制闸并列布置， 的小船闸，船闸与节制闸并列布置， • 为避免水流对船只航行的影响，在上、下 为避免水流对船只航行的影响，在上、 游建筑一定长度的导航堤。 游建筑一定长度的导航堤。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
邵泊船闸
船闸 多级 双线
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单级 单线 双线 单线
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
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三峡二线五级船闸 袁新明 扬州大学水利学院
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
四、船闸高程的确定
上闸首顶高程= 1 。 上闸首顶高程 = 上游最高通航水位十浪高十安全 超高， 对于小型船闸， 可采用0 超高 ， 对于小型船闸 ， 安全超高 可采用 0 ． 3 ～ 0． 5m。 下闸首顶高程=上游引航道墙顶高程= 2 . 下闸首顶高程 = 上游引航道墙顶高程 = 闸室墙顶高 上闸首顶高程。 程=上闸首顶高程。 3。 上 、 下 游 闸 门 顶 高 程 = 上 游 最 高 通 航 水 位 十 (0.2～ 0.5） m 下游引航道墙顶高程=下游最高通航水位十( 4 . 下游引航道墙顶高程 = 下游最高通航水位十 ( 0 . 5 1.0） m。 上闸首底槛高程=上游最低通航水位一门槛水深。 5.上闸首底槛高程=上游最低通航水位一门槛水深。 即闸室底高程） 6。下闸首底槛高程 （即闸室底高程）=下游最低通 航水位-门槛水深。 航水位-门槛水深。 。
二、 船 闸 的 工 作 原 理
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袁新明 扬州大学八章船闸
三、船闸闸室有效尺寸的确定
Bk
• 闸室的主要尺寸包括闸室的有效长度Lk、有效宽 闸室的主要尺寸包括闸室的有效长度L 2012-5-6 及闸槛上的有效水深H 和交通要求等。 袁新明 扬州大学水利学院 度Bk及闸槛上的有效水深Hk和交通要求等。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
六、船闸各部分的形式 1．闸室 • 按闸底板与两侧侧墙的连接方式的不同 ， 闸室结 按闸底板与两侧侧墙的连接方式的不同， 构形式可以分为整体式与分离式两大类。 构形式可以分为整体式与分离式两大类 。 决定闸 室结构形式的主要因素是地质条件和水头大小。 室结构形式的主要因素是地质条件和水头大小 。 一般来讲，土质较好、水头不大于5 om时 一般来讲，土质较好、水头不大于5．om时，可以 做成闸室为透水的分离式闸室。 做成闸室为透水的分离式闸室。 • 当地基土质较差，且水头较大时，闸室宜采用整 当地基土质较差，且水头较大时， 体结构
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（ l）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（图8 其优点是闸室承受的扬压力小，可以减小闸室墙断面， －7) 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， 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， 当桥梁通过上闸首时，由于净空要求，桥墩需要加高，并另建引桥， 当桥梁通过上闸首时，由于净空要求，桥墩需要加高，并另建引桥，或者 采用活动吊桥。 采用活动吊桥。 把下闸首布置在坝轴线上，其优缺点与上种布置情况相反。总的说来， 2）把下闸首布置在坝轴线上，其优缺点与上种布置情况相反。总的说来， 在工程中采用前一种布置形式较多。 在工程中采用前一种布置形式较多。
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
第八章船闸
船闸是通过充泄闸室内水体克服水位落 差来实现船只过坝的建筑物 一、船闸的组成及类型 船闸通常由闸首、 船闸通常由闸首、闸室和引航道三部 分组成 船闸可以分为 单级：适用于水头小于12 20m 12单级：适用于水头小于12-20m 多级：水头超过15 20m. 15多级：水头超过15-20m. 三峡船闸， 三峡船闸，分五级
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
船闸与电站位于同一岸（ 11) ( 5 ) 船闸与电站位于同一岸 （ 图 8 - 11 ) 由于 地形、地质或其他原因， 地形 、地质或其他原因 ， 必须将电站与船 闸布置在河道同一岸边时， 闸布置在河道同一岸边时 ，最好将电站布 置在靠河心一侧， 置在靠河心一侧 ， 而将船闸布置在靠岸一 并使船闸与电站之间隔一定距离。 侧 ， 并使船闸与电站之间隔一定距离 。 这 种布置可在电站与船闸之间设置变电所， 种布置可在电站与船闸之间设置变电所 ， 以改善引航道进、出口的水流条件。 以改善引航道进、出口的水流条件
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 2） 船闸布置在引河内（ 图 8 －8 ) 这种布置适宜于坝址位于 船闸布置在引河内（ 河弯处， 施工，使施工条件改善， 河弯处 ， 船闸能在旱地 施工 ， 使施工条件改善， 且不受洪 水影响，也可不筑围堰。施工时可先建船闸， 水影响 ， 也可不筑围堰。 施工时可先建船闸， 利用原河 道 通航，当拦河坝施工时，则利用船闸导流，这样， 通航，当拦河坝施工时，则利用船闸导流，这样，施工期可 大为缩短。另外，船闸引航道的进、 大为缩短。另外，船闸引航道的进、出口也远离泄洪的影响 可提高通航的安全性。 区，可提高通航的安全性。这种布置形式虽然船闸及引河的 开挖量大，但是，当地形条件合适时仍是一种较好的方案。 开挖量大，但是，当地形条件合适时仍是一种较好的方案。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 五、船闸在枢纽中的布置
• 1．船闸布置要点 • （1）船闸轴线基本上与河道平行，引航道的轴线与河道水 船闸轴线基本上与河道平行， 流方向的交角一般不应大于15 引航道的进、 流方向的交角一般不应大于15 0 ～200 。 引航道的进、 出口 处不允许有过大的流速和不利的流态， 处不允许有过大的流速和不利的流态 ， 最大纵向流速一般 不大于1 m/s， m/s。 不大于1．5～2．0 m/s，回流速度不大于 0．4～0．5 m/s。 • (2)船闸引航道进、出口布置应考虑风浪及水流的影响，浪 船闸引航道进、出口布置应考虑风浪及水流的影响， 高一般不超过0 否则应建造防护堤， 高一般不超过0．6～1．0m，否则应建造防护堤，把主流和 引航道隔开。 引航道隔开。 • (3)船闸应布置在冲淤不严重的河岸，河床应较稳定，要避 船闸应布置在冲淤不严重的河岸，河床应较稳定， 开泥沙淤积区，使航道的通航水深得到保证。 开泥沙淤积区，使航道的通航水深得到保证。 • (4)接近船闸的航线应避免以较大角度横过水流方向，以保 接近船闸的航线应避免以较大角度横过水流方向， 证船只不被水流冲击到泄水建筑物中。 证船只不被水流冲击到泄水建筑物中。 • (5)尽量避免船闸与枢纽中其他建筑物之间在运行和施工等 方面的干扰。 方面的干扰。 2012-5-6 袁新明 扬州大学水利学院
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 2、闸室有效宽度Bk 闸室有效宽度 有效宽度B Bk=Σbc+bf Σbc-闸室内并列停泊船对最大总宽 为富裕宽度； <=10m, Bf-为富裕宽度； 当Σbc <=10m, bf >=1.0m; Σbc>10m; bf >= 0.5+0.04 Σbc • 3、闸槛上的有效水深Hk 闸槛上的有效水深H • Hk >= 1.5T • T-设计最大船队满载时吃水深度,按上式确定的门 设计最大船队满载时吃水深度, 槛水深留有较大的裕度，主要是加大过水断面、 槛水深留有较大的裕度，主要是加大过水断面、 减小船舶人闸阻力、便于船舶安全进出闸室。 减小船舶人闸阻力、便于船舶安全进出闸室。此 当通航水位由于某些原因降低时， 外，当通航水位由于某些原因降低时，可避免出 现槛上水深不足的情况。 现槛上水深不足的情况。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• ( 4 ) 船闸与电站分设于两岸 （ 图 8 － 10 ) 这种布置 船闸与电站分设于两岸（ 10) 形式使电站远离船闸， 形式使电站远离船闸 ， 电站下泄的尾水不会影响 船只进出船闸； 在电站施工或运行期间， 船只进出船闸 ； 在电站施工或运行期间 ， 运输机 电等设备方便， 变电 布 也 易 ； 同时， 电站和 电等设备方便 ， 同时 ， 闸的施工及管理可以互不干扰。 但是， 闸的施工及管理可以互不干扰 。 但是 ， 由于两岸 均需布置施工场地，增加了施工费用。 均需布置施工场地，增加了施工费用。
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4、引航道的长度与宽度 、
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引航道的长度包括直线段( L1）和过渡段（L2)的长 。引航道的长度包括直线段( L1）和过渡段（L2)的长 直线段应平行于船闸轴线，由导航段l1 l1； 度。直线段应平行于船闸轴线，由导航段l1；调顺 l2和停泊段l3组成 和停泊段l3组成. 段l2和停泊段l3组成. 引航道长度约为过闸船队计算长度的 3．5～4倍。 与航道宽度不一致时， 当引航道宽度 B。 与航道宽度不一致时 ， 尚需增设 过渡段，其长度不小于两者宽度差值的l 过渡段，其长度不小于两者宽度差值的l0。倍. 引航道宽度是指设计通航最低水位时， 。 引航道宽度是指设计通航最低水位时 ， 设计最大船 满载吃水时船底处的引航道宽度， 队 抽）满载吃水时船底处的引航道宽度，应为一侧 等候过闸船队湖）的总宽度bc 等候过闸船队湖）的总宽度bc1；或两侧等候过闸船 队门） 队门 ） 的总宽度 bc1+ bc2 与设计最大船队 的宽度 久之和，再加富余宽度面∆ 船队之间∆ bc， 久之和，再加富余宽度面∆b，船队之间∆b =bc，船 队与岸之间∆ b=0 队与岸之间∆ b=0．5 bc, 当只有一侧停靠等候过闸 bc2 b=1 bc. 的船队时 间(bc2=0), b=1．5 bc.
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第第八章船闸
船闸又可以分为双线（复线）和单线。 船闸又可以分为双线（复线）和单线。 双线船闸，视上下游水位差的大小， 双线船闸，视上下游水位差的大小， 每条线可以是单级的，也可以是多级的。 每条线可以是单级的，也可以是多级的。 长江三峡大坝的船闸， 长江三峡大坝的船闸，为双线五级船 可使1000吨的船及船队同时过坝, 1000吨的船及船队同时过坝 闸，可使1000吨的船及船队同时过坝,总 水头版头113 113米 水头版头113米.
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2．船闸在枢纽中的布置形式
船闸布置在河床内。 ( 1 ) 船闸布置在河床内 。 如客观条 件许可， 件许可，最好把船闸布置在水深较 地基较好和不发生淤积的一岸， 大、地基较好和不发生淤积的一岸， 以使船闸上、下游引航道挖方少、 以使船闸上、下游引航道挖方少、 造价低。 造价低。这种布置形式又有两种方 案。
水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
1、闸室的有效长度 闸室位于两闸首之间， 闸室位于两闸首之间，是船只临时停 泊处。 泊处。 Lk=Lc+Lf • Lc-船队计算长度，为最大船队长度 船队计算长度， • Lf-为富裕长度；对顶船队： Lf=>2 + 为富裕长度；对顶船队： 0.06Lc • 对拖带船队： Lf=>2+0.03Lc；对非机动船 对拖带船队： 2m。 Lf>=2m。
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• 船闸与节制闸并列布置。图8－9为渠系上 船闸与节制闸并列布置。 的小船闸，船闸与节制闸并列布置， 的小船闸，船闸与节制闸并列布置， • 为避免水流对船只航行的影响，在上、下 为避免水流对船只航行的影响，在上、 游建筑一定长度的导航堤。 游建筑一定长度的导航堤。
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邵泊船闸
船闸 多级 双线
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单级 单线 双线 单线
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三峡二线五级船闸 袁新明 扬州大学水利学院
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四、船闸高程的确定
上闸首顶高程= 1 。 上闸首顶高程 = 上游最高通航水位十浪高十安全 超高， 对于小型船闸， 可采用0 超高 ， 对于小型船闸 ， 安全超高 可采用 0 ． 3 ～ 0． 5m。 下闸首顶高程=上游引航道墙顶高程= 2 . 下闸首顶高程 = 上游引航道墙顶高程 = 闸室墙顶高 上闸首顶高程。 程=上闸首顶高程。 3。 上 、 下 游 闸 门 顶 高 程 = 上 游 最 高 通 航 水 位 十 (0.2～ 0.5） m 下游引航道墙顶高程=下游最高通航水位十( 4 . 下游引航道墙顶高程 = 下游最高通航水位十 ( 0 . 5 1.0） m。 上闸首底槛高程=上游最低通航水位一门槛水深。 5.上闸首底槛高程=上游最低通航水位一门槛水深。 即闸室底高程） 6。下闸首底槛高程 （即闸室底高程）=下游最低通 航水位-门槛水深。 航水位-门槛水深。 。
二、 船 闸 的 工 作 原 理
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三、船闸闸室有效尺寸的确定
Bk
• 闸室的主要尺寸包括闸室的有效长度Lk、有效宽 闸室的主要尺寸包括闸室的有效长度L 2012-5-6 及闸槛上的有效水深H 和交通要求等。 袁新明 扬州大学水利学院 度Bk及闸槛上的有效水深Hk和交通要求等。
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六、船闸各部分的形式 1．闸室 • 按闸底板与两侧侧墙的连接方式的不同 ， 闸室结 按闸底板与两侧侧墙的连接方式的不同， 构形式可以分为整体式与分离式两大类。 构形式可以分为整体式与分离式两大类 。 决定闸 室结构形式的主要因素是地质条件和水头大小。 室结构形式的主要因素是地质条件和水头大小 。 一般来讲，土质较好、水头不大于5 om时 一般来讲，土质较好、水头不大于5．om时，可以 做成闸室为透水的分离式闸室。 做成闸室为透水的分离式闸室。 • 当地基土质较差，且水头较大时，闸室宜采用整 当地基土质较差，且水头较大时， 体结构
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（ l）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（图8 其优点是闸室承受的扬压力小，可以减小闸室墙断面， －7) 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， 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， 当桥梁通过上闸首时，由于净空要求，桥墩需要加高，并另建引桥， 当桥梁通过上闸首时，由于净空要求，桥墩需要加高，并另建引桥，或者 采用活动吊桥。 采用活动吊桥。 把下闸首布置在坝轴线上，其优缺点与上种布置情况相反。总的说来， 2）把下闸首布置在坝轴线上，其优缺点与上种布置情况相反。总的说来， 在工程中采用前一种布置形式较多。 在工程中采用前一种布置形式较多。
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船闸是通过充泄闸室内水体克服水位落 差来实现船只过坝的建筑物 一、船闸的组成及类型 船闸通常由闸首、 船闸通常由闸首、闸室和引航道三部 分组成 船闸可以分为 单级：适用于水头小于12 20m 12单级：适用于水头小于12-20m 多级：水头超过15 20m. 15多级：水头超过15-20m. 三峡船闸， 三峡船闸，分五级
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船闸与电站位于同一岸（ 11) ( 5 ) 船闸与电站位于同一岸 （ 图 8 - 11 ) 由于 地形、地质或其他原因， 地形 、地质或其他原因 ， 必须将电站与船 闸布置在河道同一岸边时， 闸布置在河道同一岸边时 ，最好将电站布 置在靠河心一侧， 置在靠河心一侧 ， 而将船闸布置在靠岸一 并使船闸与电站之间隔一定距离。 侧 ， 并使船闸与电站之间隔一定距离 。 这 种布置可在电站与船闸之间设置变电所， 种布置可在电站与船闸之间设置变电所 ， 以改善引航道进、出口的水流条件。 以改善引航道进、出口的水流条件
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• 2） 船闸布置在引河内（ 图 8 －8 ) 这种布置适宜于坝址位于 船闸布置在引河内（ 河弯处， 施工，使施工条件改善， 河弯处 ， 船闸能在旱地 施工 ， 使施工条件改善， 且不受洪 水影响，也可不筑围堰。施工时可先建船闸， 水影响 ， 也可不筑围堰。 施工时可先建船闸， 利用原河 道 通航，当拦河坝施工时，则利用船闸导流，这样， 通航，当拦河坝施工时，则利用船闸导流，这样，施工期可 大为缩短。另外，船闸引航道的进、 大为缩短。另外，船闸引航道的进、出口也远离泄洪的影响 可提高通航的安全性。 区，可提高通航的安全性。这种布置形式虽然船闸及引河的 开挖量大，但是，当地形条件合适时仍是一种较好的方案。 开挖量大，但是，当地形条件合适时仍是一种较好的方案。
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水工建筑物讲稿水工建筑物讲稿 第八章船闸
• 五、船闸在枢纽中的布置
• 1．船闸布置要点 • （1）船闸轴线基本上与河道平行，引航道的轴线与河道水 船闸轴线基本上与河道平行， 流方向的交角一般不应大于15 引航道的进、 流方向的交角一般不应大于15 0 ～200 。 引航道的进、 出口 处不允许有过大的流速和不利的流态， 处不允许有过大的流速和不利的流态 ， 最大纵向流速一般 不大于1 m/s， m/s。 不大于1．5～2．0 m/s，回流速度不大于 0．4～0．5 m/s。 • (2)船闸引航道进、出口布置应考虑风浪及水流的影响，浪 船闸引航道进、出口布置应考虑风浪及水流的影响， 高一般不超过0 否则应建造防护堤， 高一般不超过0．6～1．0m，否则应建造防护堤，把主流和 引航道隔开。 引航道隔开。 • (3)船闸应布置在冲淤不严重的河岸，河床应较稳定，要避 船闸应布置在冲淤不严重的河岸，河床应较稳定， 开泥沙淤积区，使航道的通航水深得到保证。 开泥沙淤积区，使航道的通航水深得到保证。 • (4)接近船闸的航线应避免以较大角度横过水流方向，以保 接近船闸的航线应避免以较大角度横过水流方向， 证船只不被水流冲击到泄水建筑物中。 证船只不被水流冲击到泄水建筑物中。 • (5)尽量避免船闸与枢纽中其他建筑物之间在运行和施工等 方面的干扰。 方面的干扰。 2012-5-6 袁新明 扬州大学水利学院