交通行政执法培训船闸基础知识.doc

2014年交通行政执法培训船闸基础知识一、船闸概述（一）兴建船闸的缘由天然河道的河底高程因随着地表地形的起伏而变化，我国总的地形变化是西高东低、北高南低，多数大江大河的流向一般都是从西向东入海，通常情况是河道下游的地形变化较上游为缓，因此下游河道水面的比降也远远小于河道上游的水面比降，下游的水深大于河道上游的水深，河口的水深又大于下游的水深由于增加上游河段水深，改善上游河段的通航条件得需要，常在河流中建造拦河闸、坝为了保证通航，就必须相应地建设通航建筑物 一般通航建筑物有船闸、升船机、套闸和节制闸通航孔四种这四种建筑物的功能都是帮助船舶克服因建闸、坝后所形成的集中水位落差因此，有些教科书中将船闸定义为：“船闸是帮助船舶克服集中落差的一种通航建筑物，由闸室和两端的闸门组成下面具体地讲一讲船闸是怎样帮助船舶克服集中落差的当闸、阀门全部已关闭，闸室内的水位与上游水位相同，闸室中无船此时上行船要过闸，应先开下游阀门，闸室里的水从下游输水廊道中流入下游引航道，闸室里的水位逐渐下降，当闸室中的水位降至与下游水位齐平，即可开下游闸门、落下游阀门，当闸门开到边，上行船舶即可进闸，船舶进妥后关闭下游闸门，然后开上游阀门，上游引航道中的水流从上游输水廊道中流入闸室，闸室里的水位逐渐上升，此时停泊在闸室里的船舶也随之上升，当闸室里的水位升高至与上游水位齐平，即可开上游闸门、落上游阀门，上游闸门开到边，上行船舶即可出闸，上行船舶出清后，下行船舶即可进闸，船进妥后关闭上游闸门，再开下游阀门，闸室里的水从下游输水廊道中流入下游引航道，闸室里的水位逐渐下降，此时停泊在闸室里的船舶也随之下降，当闸室里的水位降至与下游引航水位齐平，即可开下游闸门、落下游阀门，当下游闸门开到边，下行船舶即可出闸，下行船舶出清，上行船舶即可进闸。

其中船舶随闸室水位的升高或降低的过程，就是船舶克服水位集中落差的过程由于船闸是利用水的浮力，使船舶随着水位升降，所以船闸可以满足大型船舶的要求与升船机相比较，船闸的运营成本相对较低，故船闸是应用最广泛的通航建筑物船闸 原理-1.flv（二）船闸的历史发展过程 1、古代船闸我国是世界上最早利用水运的国家早在四千多年前，我国人民就临河聚居，制造木舟，发展水上运输大禹时代就已“导四渎而为贡道”，使当时中原地区的江、河、淮、济四条大河都能通航春秋时期（公元前506年），我国首开胥溪运河它是世界上最早的运河，较欧洲最早的瑞典果达运河早2300多年继后吴王夫差又开凿了胥浦运河，这是我国的第二条运河到公元前484年，开凿邗沟，沟通长江和淮河，是凿通南北大运河的先声自隋朝起，经过漫长的年代，通过历代劳动人民的辛勤劳动，直至元朝，工程浩大、能贯通南北、联接海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系的京杭大运河终于完全打通闻名于世的京杭大运河全长1794km，是世界上最长的一条人工运河我国过船建筑物源远流长，早在古代就创建了埭埭（又称堰），即阻水的土坝，由土石或草土筑成，横截河流，起阻滞洪水、蓄水灌溉，壅水通舟的作用。

为使水运不被埭所中断，在筑埭的同时，将埭中一部分的两侧边坡放缓，坡上敷以草皮或泥浆，以减小船只在其上滑行时的阻力和磨损，由于古代的船舶相对尺度较小，可以用人力或畜力以及辘轳牵引船只过埭埭中的这一部分就是我国最早的过船建筑物，这种过船建筑物构造简单、取材容易、造价低廉，但劳动强度大，过埭时间长，船船易损坏，人畜常伤亡，重载船尚需反复装卸运河南入长江口处的瓜洲堰，竟用二十二头牛，绞拉船只过堰”其艰苦可想而知，嗣后逐渐为斗门所取代\大船过坝图 斗门（又称水门），最初见于东汉永平十二年（公元69年）斗门的原理与今兼作通航孔用的单孔节制闸相似，而所用建筑材料和结构形式不如现在的坚固一般用木石构筑而成既无输水廊道，也无消能设施，更无现代化设备闸门一般有分块叠梁式和整体平板式两种用人力、畜力或通过辘轳来启闭闸门 2、近代船闸至解放前夕，我国约建有小型船闸30座，其中技术较为进步的有江苏省的邵伯、淮阴、刘老涧等船闸邵伯船闸兴建于公元1934年，1936年建成通航，闸室有效长度100m，宽10m，门槛水深2.5m闸首为钢筋混凝土坞式整体结构，边墩两侧用拉条将钢板桩与岸坡衔接闸室为1:2 斜坡式浆砌块石护坡，以浆砌及干砌块石护底，两侧各设有一道断面为30×40cm的桩式钢筋混凝土导航架，架顶设有纤道桥。

闸门为钢结构平板人字门，采用５吨手摇链条式启闭机阀门为圆筒式钢质阀门，用３吨手摇螺杆启闭机进行启闭闸室输、泄水具有门上输水和长廊道输水两种方式，可同时使用，也可单独使用用门上输水方式时，靠人摇启闭机拖动升降式平板钢阀门控制水流，启闭机亦设于门顶长廊道输水时，由设在闸首的圆筒阀门进行集中控制廊道的水流，其廊道从闸首绕过闸门后，沿闸室底部两侧布置闸室中的廊道为钢筋混凝土箱室结构，其临水面的侧墙上开有14个1.2×0.4m的矩形出水孔，对冲消能这种船闸的主要优点，是使用长廊道灌、泄水时，闸室内的流态比较平稳主要缺点是斜坡式闸室有效停船面积少，灌泄水时间长，圆筒式阀门的导轮和吊杆易损，导航架常被船撞坏，闸、阀门启闭机皆系人摇，设计的槛上水深有时达不到使用要求 3、现代船闸 中华人民共和国成立以来，随着国民经济的蓬勃发展，船闸建设无论在数量上、规模上还是技术上都有了长足的进展 （1）在数量方面，据1986年调查，全国已有过船建筑物989座，其中船闸924座，升船机65座至2004年江苏全省已有船闸99座，其中交通部门管理的55座，另有水坡升船机１座 （2）在规模方面，船闸的规模逐步趋向标准化，大型化。

长江葛洲坝采用两线三闸，通过能力为下水5000万吨，一、二号船闸尺度相同，长280m，宽34m，槛上水深5.5m和5.0m，能通过万吨级船队京杭运河苏北段的各枢纽，一般一号船闸的有效尺度为230×20×5m，二号船闸的有效尺度为230×23×5m，三号船闸的有效尺度为260×23×5m，能通过1顶2×2000吨或4×1000吨双列船队广西桂平船闸尺度为190×23×3.5m，能通过2－2×1000吨船队，最大水级为11.69m已于2003年建成的三峡永久性船闸，是目前世界上规模最大、水头最高的通航建筑物船闸按年单向5000万吨和通过万吨级船队的要求设计，最大水头为113m船闸设置于三峡工程长江左岸、为双线五级船闸，每线由6个闸首5个闸室组成，船闸总长1607m，每个闸室长280m、宽34m另外，正在建设并将于2015年建成的垂直升船机有效尺寸为120×18×3.5m，垂直提升高度达113m，承船厢带水重量达11800吨，它一次可以通过一条3000吨级的客货轮或一条1500吨级的驳船三）船闸类型船闸的类型和分类方式有多种多样，现按通常分类方式将几大类简介于下：1、按船闸所处的地理位置和过闸船舶不同划分（1）内河船闸。

是指建于内陆的渠化河流及人工运河上的船闸，通行内河船舶船闸平面尺寸较小，一般只承受单向水头作用，上闸首常设有帷墙少数建于两条河流交汇的河口处及受潮水位或湖水位影响的河段上的内河船闸，也承受双向水头作用，且不设帷墙建于山区河流上的溢洪船闸，洪水时允许淹没，并参与枢纽泄洪目前，我国内河最大的葛洲坝一二号船闸闸室长280m，宽34m，槛上水深5m，可通过4×3000吨级的顶推船队三峡多级双线船闸可通过万吨级船队2）海船闸是指建于封闭式海港池口门，海运河及入河河口的船闸，通行海轮船闸平面尺寸及槛上水深均较大，承受双向水头作用，无帷墙因上、下闸首难以区分，故将闸首分为内闸首和外闸首2、按纵向排列闸室数目划分（１）单级船闸沿船闸纵向只建有一个闸室的船闸，船舶通过单级船闸时，只需进行一次灌泄水即可克服上下游水位的全部落差单级船闸一般只有两个闸首，一个闸室但在特殊情况下也有建成三个闸首两个闸室的三首两室单线船闸如法国的库尔希累特船闸，它在上下闸首之间建有中间闸首，将闸室分为长短两个，以缩短客船、游艇的过闸时间和节省用水２）多级船闸多级船闸中又可分上下级闸室相连和设中间渠道的两种：①上下级闸室相连的多级船闸（如图1-16所示）。

系指沿船闸纵向连续建有两个以上闸室的船闸船舶通过此种船闸时，需进行多次灌泄水才能克服上下游水位的全部落差，位于上下闸首间的中间闸首，对其上闸室来说，实际上是起下闸首的作用，而对其下闸室来说，却相当于上闸首图1-16 设置中间渠道的多级船闸插图\DSC04233.JPG若将枢纽中的单级船闸建为两级船闸，则每级就只需承受枢纽水头的一半，从而使一些技术问题易于解决三峡水利枢纽，水头高达113m，其船闸分为双线五级，每级船闸水头约为23m插图\DSC04234.JPG②设中间渠道的多级船闸系指在水头很大，地形又比较平缓的地方，为避免建造井式船闸或上下级闸室相连的多级船闸需多挖很多土石方，而在这种条件下建造若干座相邻较近的单级船闸，并在各闸间用中间渠道把它们连接起来的船闸中间渠道的平面尺度应满足船队会让和水力学条件等要求它和单级船闸一样，可组织双向过闸3、按并列闸室数目分，可分为单线船闸和多线船闸１）单线船闸：在一个枢纽内只建有一座船闸２）多线船闸：在一个枢纽内建有两座以上的船闸在通常情况下，都是先建单线船闸仅在客货运量大、过闸船舶多，建一线船闸通过能力在设计水平年内不能满足客货运量和过闸船舶要求时，或不允许因船闸检修而中断航道时，才同时兴建二线或多线船闸，但在进行单线船闸的平面布置的同时，应尽量考虑航运远景发展的需要预留出双线或多线船闸的位置。

如葛洲坝同时建成了三线船闸，除考虑了货运量外，还考虑了船闸检修、引航道冲砂、挖泥的影响，以保证长江航道不断航的需要四）船闸基本尺度 船闸基本尺度系指闸室有效长度、有效宽度和门槛最小水深1、确定船闸基本尺度，是船闸总体设计中重要内容之一一般根据下列要求确定： （1）船闸的基本尺度应满足各时期（近期、中期、远期）各种船队（舶）长度、宽度、吃水、设计水平期内客货运量和过船量的需要2）船闸的基本尺度，一般应使一个船队能整体一次过闸即无需解缆或分批过闸3）需要船闸通过比设计船型、船队尺度大的工程船或舰艇时，船闸的有效尺度也尽可能使这些船舶能通过4）在确定船闸有效尺度进行通过能力计算时，除应考虑通过各期相应的设计标准船型船队外，还应充分考虑到我国目前内河船舶中小型、非标准船舶仍占相当比重的情况2、在确定船闸基本尺度时，应符合GB50139－2004《内河通航标准》中的规定并遵守《船闸闸阀门设计规范》中的下列规定： 图1-17 船闸有效尺度示意图（１）闸室有效长度即船舶过闸时闸室内可供船舶（队）安全停泊的长度，见图1-17插图\DSC04235.JPG 闸室有效长度Ｌx按下式计算（JTJ305-2001）：ＬX=lc+lf式中：Ｌx――闸室有效长度，m； lc――船队计算长度，m；当一闸次只有一个船队（舶）过闸时，为设计最大船队（舶）长（对于解队过闸的船队，则为过闸时最长一组船舶长度）；当同闸次有两个或两个以上船队（舶）纵向排列过闸时，则为各设计船队（舶）长度之和加船队（舶）间的停泊间隔长度。

lf――富裕长度，m； 对于顶推船队lf≥2＋0.06lc，对于拖带船队lf≥2＋0.03lc；机动驳和其他船舶lf≥4＋0.05lc 船闸设计采用的闸室有效长度应取大于上式计。