КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ, ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ ШЛЮЗНЫХ КАМЕР

Классификация судоходных шлюзов. В зависимости от величины преодолеваемого напора, характера грузов и направления грузопотоков, геологических условий, рельефа местности, а также эксплуатационных соображений устраиваются различные типы судоходных шлюзов, отличающихся по числу и расположению камер, по конструкции камер, системам водопроводных устройств и по роду основного строительного материала.

Однокамерные шлюзы со стенкой падения наиболее распространенные и применяются обычно при напорах, не превышающих 15—20 м.

Многокамерные шлюзы состоят из нескольких последовательно расположенных камер, разделенных промежуточными головами со стенкой падения. Общий напор в этом случае делится поровну между камерами, а конструкции отдельных элементов и размеры камер принимаются одинаковыми.

При строительстве многокамерного шлюза уменьшается объем земляных работ, расход воды на шлюзование, облегчается конструкция, возможно применение типовых сборных элементов и типового оборудования. Однако пропускная способность многокамерных шлюзов меньше, и они сложнее в эксплуатации.

По числу линий движения судов различают шлюзы в одну, две и более линий. Шлюзы в две линии иногда называют парными, а вообще такие шлюзы называются параллельными и применяются на водных путях с интенсивным движением судов при больших грузопотоках. Основное преимущество параллельных шлюзов состоит в возможности специализации отдельных линий по направлению движения или же по роду грузов.

При специализации работы линий шлюзов увеличивается пропускная способность, создается более благоприятное условие для движения судов различных габаритов. Однако при этом в связи с односторонним шлюзованием увеличивается количество расходуемой воды.

Разновидности судоходных шлюзов:

а) шлюзы без стенки падения. Их применяют обычно при малых напорах, когда для простоты устройства пороги верхней и нижней головы закладывают на одинаковой отметке. В таких шлюзах глубина воды над порогом верхней головы значительно больше необходимой судоходной глубины, принятой на нижней голове, вследствие чего объемы работ по устройству верхней головы и подходного канала получаются преувеличенными;

б) шлюзы со стенкой падения. В таких шлюзах отметку порога верхней головы назначают так, чтобы обеспечить в верхнем бьефе лишь необходимую судоходную глубину. Верхняя голова сопрягается с камерой при помощи стенки падения, высота которой получается примерно равной напору на шлюзе. Такое устройство камеры позволяет уменьшить высоту верхних ворот и объем работ по устройству верхней головы и подходного канала;

в) шлюзы со вспомогательной (промежуточной) головой. В длинных однокамерных шлюзах иногда в пределах камеры устраивают вспомогательную голову, которая делит камеру на две, обычно неравные, части. Вспомогательная голова выполняет роль или верхней, или нижней головы полукамер и тем самым допускает шлюзование судов трех размеров по длине, позволяет уменьшить объем сливной призмы и сократить время шлюзования;

г) шлюзы со смещенными головами. Такие шлюзы имеют укороченную длину и удвоенную ширину камеры. Шлюзуемые суда вводятся в камеру по очереди и размещаются рядом, что увеличивает период шлюзования и ухудшает условия эксплуатации. Поэтому такие шлюзы устраивают обычно при ограниченности выбора места по топографическим или геологическим условиям;

д) шахтные шлюзы применяют при одной камере с большим напором и при сравнительно небольших габаритах шлюзуемых судов. Они имеют глубокую камеру и большой объем сливной призмы. Для уменьшения размера и веса нижних ворот устраивают забральную стенку, стесняющую надводные судоходные габариты, что является основным недостатком шлюзов шахтного типа;

е) шлюзы со сберегательными бассейнами. Их применяют для уменьшения расходования воды при шлюзовании, что особенно важно для водораздельных участков шлюзованных каналов, не Имеющих естественного питания. Сберегательные бассейны устраивают рядом с камерой и соединяют друг с другом галереями, перекрываемыми затворами. При опорожнении камеры воду сливают в эти бассейны, а при наполнении камеры в нее постепенно сливают воду из сберегательных бассейнов и лишь недостающее количество воды пополняют из верхнего бьефа.

ж, з) поворотные (стрелочные) шлюзы устраивают в местах пересечения нескольких водных путей. Камеры таких шлюзов имеют в плане различную форму. Размеры камеры назначают из условия разворота судов для перехода из одного-водного пути в другой. В зависимости от уровней воды устраивают с двусторонним подпором. Это достигается устройством двух пар ворот, из которых одна поддерживает подпор в одном направлении, а другая — в обратном.

Типы и конструкции шлюзных камер. Тип и конструкцию шлюзных камер выбирают в зависимости от характера грунтов основания, габаритных размеров проектируемого шлюза и вида применяемого основного строительного материала.

По форме поперечного сечения камеры бывают с вертикальными стенками и откосного типа. Как правило, камеры устраивают с вертикальными стенками, так как они имеют минимальный объем сливной призмы и более удобны в эксплуатации.

Основное преимущество откосных камер состоит в том, что их стенами могут служить простые укрепленные земляные откосы. Но в этом случае во избежание посадки судов при шлюзовании на откосы приходится устраивать длинные сквозные эстакады. Поэтому такие камеры обычно применяют для шлюзов небольших напоров (1—3 м), устраиваемых на судоходно-оросительных каналах.

По конструкции днища камеры шлюза разделяются на непроницаемые и проницаемые.

В большинстве случаев устраивают непроницаемое днище, которое представляет собой бетонную или железобетонную плиту. При этом стенки шлюза могут быть конструктивно объединены с днищем в одно целое или же отделены от днища сквозными швами.

Камеры с проницаемым днищем в виде каменного мощения или отдельных плит, уложенных по слою обратного фильтра, применяют при напорах не более 5—6 м.

Наиболее распространены камеры докового и свирского типов из массивного армированного бетона, которые можно применять при любых напорах, системах питания и при относительно слабых грунтах основания.

Согласно СНиП П-И.1-62, шлюзы рекомендуется проектировать облегченных типов с применением сборных железобетонных конструкций; крупногабаритные щлюзы рекомендуется проектировать разрезной конструкции с применением предварительно обжатого железобетона.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968