[实用新型]改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够改善多沙通航河流船闸多区段分散输水系统闸室水流条件和泥沙沉积状况的工程结构，具体的说是一种改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构。

背景技术

船闸是克服河流上建坝（或天然）形成的集中水位差的一种过船建筑物，它是由上下闸首、闸门、闸室等组成。输水系统是完成闸室充、泄水过程从而使船舶克服集中水位差达到过坝目的的关键设施。根据不同的船闸水头、闸室规模及通过能力的要求，输水系统可分为集中输水系统和分散输水系统，其中分散输水系统根据闸室出水段输水廊道的布置又可分为单区段、两区段及多区段分散输水系统。一般来说，船闸水头越高、闸室规模越大，闸室内出水廊道所需布置的区段就越多，以保证闸室内水面的均匀上升（下降），从而避免由于水面倾斜所造成的闸室内停泊船舶断缆、船舶间及船舶与闸门间碰撞等危险事故的发生。例如，国内葛洲坝3号船闸的水头27.0m、大化船闸的水头29.0m、乐滩船闸的水头29.1m、银盘船闸的水头35.12m均采用了两区段分散输水系统、葛洲坝2号船闸（水头27.0m）采用了三区段分散输水系统，葛洲坝1号船闸（水头27.0m）和三峡船闸（中间级水头45.2m）则采用了四区段分散输水系统，而前苏联曾经研究过应用于70m水头船闸的最为复杂的八区段分散输水系统。

由于闸室结构和输水廊道空间布置的限制，闸室内出水段廊道一般无法覆盖到整个闸室，出水段廊道的长度一般为整个闸室长度的50%～80%之间，因此，闸室可分为出水区域和非出水区域。在闸室充、泄水过程中，由于非出水区域的存在，从出水区域进入闸室内的水流将向非出水区域流动，并在封闭边界或下一个出水区段处发生反射，从而在闸室内产生沿闸室长度方向的纵向水流以及往复波动，并且闸室内出水区段越多，闸室内水流条件就越复杂，从而会直接影响到闸室内停泊船舶的安全。

此外，我国的通航河流中大多数为多沙河流，鉴于葛洲坝三座船闸的运行经验，影响船闸运行除水力学问题外，还有闸室泥沙沉积问题。葛洲坝三座船闸设计水头为27.0m，2号和3号船闸位于三江航道，1号船闸位于大江航道，三座船闸建成后闸室均存在不同程度的泥沙沉积，尤以1号船闸较为明显。闸室泥沙沉积主要集中在非出水区域，即船闸的上、下闸首、第一和第二分流口（分流口在两个出水区段之间）等五个部位，最大泥沙沉积厚度达3m左右，因而减少了闸室最小通航水深，影响了船舶航行，同时也将增大维护工作量，延长检修时间。

因而，如何改善多区段分散输水系统闸室内的水流条件及泥沙沉积问题，已成为建设、设计和科研人员非常关注的一个问题，而国内外在此方面鲜有成功案例可供借鉴。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在缺点，提出一种能够改善多区段分散输水系统闸室内的水沙条件，同时又可降低施工难度，方便检修，节约工程投资，降低运行成本的有效工程结构。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：提供一种改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构，包括分支廊道和设置在所述分支廊道内的闸室出水孔，在相邻两个所述分支廊道的首尾相接处各设有一个辅助出水廊道，所述辅助出水廊道呈U形或矩形；所述辅助出水廊道顶部的最小淹没水深不小于船闸的槛水深；所述辅助出水廊道侧壁设有若干出水孔，利用辅助出水廊道达到分散水流及冲沙的目的。

本实用新型进一步限定的技术方案是：前述的改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构，所述辅助出水廊宽度小于等于所述分支廊道的宽度，在结构允许的情况下应尽可能覆盖整个非出水区域。

前述的改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构，所述出水孔为方形，单个出水孔的面积不超过原有闸室的单个出水孔面积的1/20，所述辅助出水廊道上的出水孔总面积为原有单个闸室出水孔面积的1～1.35倍，在分支廊道首尾端的剩余压力差大于1mH₂O的前提下，以及所设置的一定数量的出水小孔，保证了出水孔出流流速大于泥沙的起动流速，达到了防止泥沙沉积的目的。

进一步的，前述的改善船闸多区段分散输水系统闸室水沙条件的工程结构，所述辅助出水廊道的出水孔外侧与闸墙之间设置有消力梁，降低了辅助出水廊道出流的紊动，进一步改善了闸室内的水流条件。