СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ

Система питания, необходимая для наполнения и опорожнения камеры, — один из основных элементов камерного шлюза, определяющих его конструктивные и эксплуатационные условия.

Существуют различные системы питания судоходных шлюзов. Однако все проектируемые шлюзы должны наиболее полно отвечать трем основным требованиям:

1) наполнение и опорожнение камеры шлюза должно происходить в течение минимального времени;

2) должны соблюдаться необходимые гидравлические условия отстоя шлюзующихся судов в камере и в подходах к шлюзу;

3) строительная стоимость сооружения должна быть минимальной.

Гидравлические условия отстоя судов принято оценивать величиной усилий, возникающих в причальных тросах, при этом эти усилия не должны превышать допускаемых значений для расчетных шлюзуемых судов.

По характеру поступления воды в камеру различают две основные системы питания — сосредоточенную и распределительную.

При сосредоточенной системе питания вода в камеру подается чаще всей через верхнюю голову в верхний конец камеры и при опорожнении сбрасывается через нижнюю голову. Эта система питания изучена лучше, в результате чего предложено много различных схем и конструкций, которые широко используются при строительстве судоходных шлюзов малых и средних напоров.

Однако сосредоточенная система питания, несмотря на широкое применение успокоительных устройств, при больших напорах и размерах камер имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются: медленное наполнение и опорожнение камеры и неудовлетворительные гидравлические условия отстоя судов.

Улучшить условия отстоя судов и сократить время наполнения камеры можно путем перехода к более современной, но более сложной, а следовательно, и более дорогой распределительной системе питания.

При распределительной системе питания водопроводные галереи устраивают по всей длине камеры и вода подается в камеры и выпускается из них через большое число выпусков, сообщающихся с галереей. При этом галереи располагают либо в боковых стенах шлюзных камер, либо в днище камеры.

Распределительные системы питания проф. Б. Д. Качановский делит на два типа — простые, когда вода подается из основных продольных галерей через отверстия непосредственно в камеру, и сложные, когда вода в камеру поступает через отверстия вспомогательных поперечных галерей.

Рассмотренные схемы распределительной системы питания с забором воды из верхнего подходного канала и выпуском ее в нижний подходной канал обладают тем недостатком, что при значительных напорах и расходах воды в период наполнения и опорожнения камер в подходных каналах могут иметь место неблагоприятные для отстоя судов гидравлические условия. Для улучшения гидравлических условий, в подходных каналах применяют боковую схему питания шлюзов, при которой вода для наполнения камер забирается из верхнего бьефа вне верхних подходных каналов и выпускается при опорожнении в нижний бьеф гидроузла, минуя нижние подходные каналы. Однако при этом приходится строить специальные водозаборные сооружения вне голов шлюза, что вызывает некоторое удорожание шлюза.

Дальнейшее улучшение работы системы питания нашло отражение в создании так называемых эквиинерционных систем. Принцип действия этих систем состоит в том, что инерция масс воды, заключенных в ответвлениях подводящего трубопровода, питающих участки распределительной галереи, преодолевается за одно и то же время. В результате этого одновременно включаются соответствующие выпуски распределительной галереи и одинаково нарастают их расходы.

Согласно СНиП II-И. 1-62, систему питания шлюзов в тех случаях, когда произведение напора на полезную длину камеры составляет более 2000 и отношение напора к глубине на пороге более 3, следует выбирать на основании технико-экономического сравнения сосредоточенных (головных) и распределительных систем питания с учетом пропускной способности шлюзов на расчетный срок. Для шлюзов с меньшими величинами приведенных выше показателей рекомендуется применять сосредоточенные системы питания.

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