Общее устройство шлюза

ШЛЮЗ (правило 18) - гидротехническое сооружение для перехода судов из одного водного бассейна в другой с различ­ными уровнями воды в них. Принципиальная схема шлюза одина­кова, но в их устройстве есть некоторые различия. Шлюз состоит из верхней и нижней голов и камеры (рис.14). Стенки шлюза могут быть вертикальными или откосными. Откосные встреча­ются на небольших шлюзах старых систем. На внутренних водных путях Российской Федерации наиболее часто принимают следующие размеры шлюзов: длина 150-290 м, ширина 18-30 м, глубина на пороге (на входе в шлюз) 3,65-5,50 м. К головам шлюзов примыкают подходные каналы для швартовки судов, ожидаю­щих шлюзования. Головы шлюза делают значительно массивнее, чем камеру, так как в них располагаются ворота в водопровод­ные устройства.

Наполнение и опорожнение камеры водой происходит самотеком по принципу сообщающихся сосудов при помощи специальных водопроводных устройств без применения насосов. Во время наполнения и опорожнения камеры ворота

Рис.14. Шлюз:

А - верхняя голова; Б - нижняя голова; В - камеры;1 - причалы; 2-подходные каналы;

3 - палы; 4-затвор; 5 - водопровод; 6 - ворота; 7 - шкаф; 8 -порог; h_к - глубина на короле

закрыты. В открытом состоянии они входят в специальные ниши - шкафы, чтобы быть заподлицо со стенками камеры и не мешать проходу судов. Система наполнения камер шлюзов может быть головной (сосредоточенной) и распределительной. При головной системе используются водопроводы и затворы или в большинстве случаев наполнение происходит из-под плос­ких подъемно-опускных ворот. Опорожнение камеры осуществ­ляется через короткие круговые галереи нижней головы. Выходные отверстия водопроводов располагают за воротами друг против друга. Выходящие из противоположных водопро­водов потоки воды встречаются и частично гасят свою энергию, что улучшает условия шлюзования судов. При распределите­льной системе питания шлюза подача воды в его камеру (или сброс при опорожнении) происходит через несколько продольных водопроводных галерей, обычно находящихся в днище шлюза Такая система обеспечивает меньшую продолжительность наполнения, причем одновременно по всей длине камеры, и создает относительно спокойные условия шлюзования судна по сравнению с головной системой. Объем воды, помещающийся в камере шлюза и сливаемый при пропуске судов в нижний бьеф, называют сливной призмой. В современных больших шлюзах объем сливных призм достигает 140-180 тыс.м³, а время наполнения и опорожнения камеры составляет обычно 8-15 мин на один процесс.

Ворота шлюза могут быть различных систем. Нижние ворота обычно делают двустворчатыми, а верхние - сегментными или плоскими опускными. Для пропуска судов такие ворота опус­кают в ниши. Порог, к которому примыкают ворота, называют королем шлюза. Глубина в шлюзах для судоходных целей отсчи­тывается от него. Полезной длиной камеры считается расстоя­ние от нижнего конца шкафной ниши верхних ворот до верх­него конца шкафной ниши нижних ворот. В пределах полезной длины осуществляется расстановка судов для шлюзования.

По числу последовательно расположенных камер шлюзы может быть однокамерным, двухкамерным, трехкамерным и т.д. Однокамерные шлюзы строят для малых и средних напоров, многокамерные - для больших напоров. У таких шлюзов общий напор делится на несколько камер, расположенных последовательно одна за другой. Иногда условия местности не позволяют построить многокамерные шлюзы непосредственно один за другим. Тогда шлюз разделяют судоходным каналом - межшлюзовым бьефом. Длина их различна (до 4 км и более). При больших напорах вместо многокамерных строят однокамерные шлюзы шахтного типа. Камера такого шлюза представляет собой глубо­кую шахту. Со стороны нижнего бьефа делается глухая стенка, в нижней части которой имеется отверстие для прохода судов, перекрываемое плоским подъемным затвором (напор Усть-Каменогорского ШЛЮЗ на р. Иртыш превышает 40 м). По числу параллельно действующих камер шлюзы могут быть однониточ­ными (один шлюз), двухниточными (два рядом расположенных шлюза) и т.д.

Для удобного захода в шлюз устраивают специальные направ­ляющие сооружения — палы. Они представляют собой свайные кусты, поставленные на определенном расстоянии один от другого, либо деревянные эстакады, стенки или удер­живаемые цепями понтоны. Для швартовки судов, ожидающих шлюзования, предназначены причалы, в большинстве случаев представляющие собой железобетонную стенку. Причальные устройства в камере шлюза необходимы в связи с тем, что при наполнении в ней создается беспорядочное течение воды, под воздействием которого судно движется в разные стороны. Для предотвращения аварии судну необходимо надежно ошварто­ваться. Причальные устройства в камерах бывают неподвиж­ные и подвижные. К неподвижным относятся причальные тумбы и рымы. Суда крепятся за тумбы при помощи каната, огон (петля) которого надевается на тумбу. По мере наполне­ния камеры канат подбирают, а при опорожнении, наоборот, потравливают. Неподвижные рымы (рис.15) в стенках камеры устраивают для того, чтобы при подъеме и опускании судна швартовные канаты можно было перекладывать с рыма на рым, когда они не испытывают натяжения. Рымы применяют лишь для учалки малых судов, так как перекладывать канаты больших судов трудно. По высоте камеры рымы располагают не реже чем через 1,5 м. Они имеются и на подходах к шлюзу у причальных стенок.