高落差竖井隧道式船闸.pdf

本实用新型涉及一种高落差竖井隧道式船闸。船闸主闸室四面主体为混凝土结构，井式形状，设置于大坝一边的下游侧，结构组成中包括上游主闸门和副闸门，下游侧数个隧道式均压闸室，均压闸室之间由均压闸门间隔，除主闸室和最外端均压闸室外，其余隧道式均压闸室上方各有一个储水均压竖井与均压闸室分别连通。本实用新型由于每个均压闸门共同分担水压差，保证了闸门受力安全，各闸门高度适当，过闸船舶只需一次进闸，不再重复过级，缩短了过闸时间，提高了大坝通航能力。本实用新型特别适用于高落差大坝应用。

1、  一种高落差竖井隧道式船闸，结构中包括上游主闸门(1)、上游副闸门(2)、下游闸门(8)以及靠船建筑物，其特征是：船闸主闸室(3)四面主体为混凝土结构，井式形状，下游侧设有隧道式均压闸室(A)、(B)、(C)、(D)，均压闸室之间由均压闸门(9)、(10)、(11)、(12)相间隔，除主闸室(3)和最外端均压闸室(A)外，其余均压闸室的上方分别有与各自均压闸室相通的储水均压竖井(5)、(6)、(7)。

2、  按权利要求1所述的船闸，其特征是：在各储水均压竖井的上方内部装有水位调节装置。

3、  按权利要求1所述的船闸，其特征是：在主闸室一侧建有储水池。

高落差竖井隧道式船闸
技术领域
本实用新型涉及一种船闸，特别是一种适用于高落差水位的竖井隧道式船闸。
背景技术
在水运系统中，船闸是用于江河航道中克服航道水位差而设置的一种过航建筑物。此外，在许多水电工程枢纽也都使用了船闸。一般情况下，船闸由上下游引航道、上下闸首闸门、导航建筑物、靠航建筑物、输水廊道和闸室构成，通过调节闸室内水位使之与船舶要进入的航道水位齐平，使船舶完成过坝通航。在上下游水位差大于20-25米时，一般采用多级船闸。这是因为当采用一级船闸时，船闸主闸门将承受巨大水压，使得实施起来有很大技术困难；同时，由于存在气蚀、振动和消能布置等难题，现有技术较难克服。此外，在现有技术中公开的一些改进船闸系统和设计，由于设计思路上的原因，普遍存在的缺陷是船闸仍为多级，船舶过闸速度慢、时间长，严重影响了通航能力。也有的采用一级船闸，但现实当中无法解决闸门过高过大而影响使用和安全等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的船闸，具体就是提供一种适用于高落差水位大坝应用的竖井隧道式船闸，缩短了船舶过闸时间，提高了大坝通船能力。
实现本实用新型的目的采取的技术方案是这样的。本实用新型利用水位压差原理，使各级船闸门室之间的压差在设计范围之内，使每个闸门共同分担水压差，保证了闸门受力安全，同时采用多级隧道均压闸室和竖井式主闸室结构，将闸门建造适当高度，过闸船只只需一次进闸，不再重复过级，从而大大缩短了过闸时间。具体地，本实用新型的结构描述如下：船闸主闸室四面主体为混凝土结构，主闸室为井式形状，设置于大坝一边的下游侧，包括上游主闸门和上游副闸门、下游侧数个隧道式均压闸室，均压闸室之间由均压闸门间隔，除主闸室和最外端均压闸室外，其余隧道式均压闸室上方各有一个储水均压竖井分别与各自均压闸室相通，还包括靠船建筑物和下游闸门等辅助设施。
在本实用新型中，还可以在主闸室一侧设置储水池，将降船时主闸室上部水流注入储水池，升船时再将储水池的水回注到主闸室。
在各储水均压竖井上方内部加装水位调节装置，可实现自动化供水。
均压闸室的数量可以根据大坝水位高度进行设计。均压闸室的长度、宽度和高度，以通航船只的大小不同而确定。
上游主副闸门的作用是保证在丰、枯水期变化时既能安全过闸，又能保证主闸门安全。
本实用新型取得的技术进步在于：本实用新型解决了现有船闸闸门太大、过高而存在的闸门强度、刚度制造难度和承受振动、消能布置、安全系数等难题，保证了船闸及闸门的安全、高效、可靠地运行；同时，使用储水均压竖井可直接节约耗水量，提高了大坝整体运行能力。
本实用新型的船闸还可以代替升船机使用，升船速度不低于同种吨位升船机升船速度，并能保证升船的安全。
附图说明
图1给出的是本实用新型的结构示意图。
图中各标号代表含义是：
1.上游主闸门    2.上游副闸门    3.主闸室    4.闸壁    5、6、7.储水均压竖井    8.下游闸门    9.均压尾闸门    10、11.均压闸门    12.均压首闸门    13.主闸室壁    A、B、C、D.均压闸室    S.上游    X.下游。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1，船闸主闸室3为井式形状，四壁为混凝土结构，长100米、宽50米、高140米，上游主闸门1、上游副闸门2，在主闸室3下游侧设有A、B、C、D四个隧道式均压闸室，闸门正面为拱形门形状，各均压闸室之间有均压闸门9、10、11、12，其中12为均压首闸门，9为均压尾闸门，在B、C、D均压闸室的上方分别设有均压竖井7、6、5，分别与均压闸室相通，在下游均压尾闸门9的外侧还设有下游闸门8。
本实用新型的船闸工作原理是这样的：
一、升船：在闸室同时处于下游水位时打开数道闸门，船只驶入主闸室并固定牢靠后，几道闸门全部关闭。然后，主闸室与隧道结构均压闸室(即A、B、C、D闸室)同时注水，水位升至(距下游水位)20-30米(设定)时，A道均压闸室停止注水并保持既定水位，这时，A道均压闸室与下游水位之间的闸门两侧水压差即保持在2-3kg/cm。主闸室与其它几道隧道结构均压闸室继续注水至B道隧道结构均压闸室水位升至距A道均压闸室已有水位20-30米(设定)时，B道隧道结构均压闸室停注并保持既定水位，B道隧道结构均压闸室与A道均压闸室之间的闸门两侧水压差即保持在2-3kg/cm。依此类推，直至主闸室船闸水位升至与上游水位等高后，打开上游船闸闸门，船只驶出船闸。
二、降船：升船船只驶出船闸后，降船船只经由上游船闸闸门驶入主闸室，关闭上游主闸门，主闸室开始放水，待主闸室水位降至与D道均压闸室水位相等(或高于D道均压闸室水位1-2米)时，D道均压闸室即开始放水，这时D道均压闸室与主闸室之间的闸门两侧的水位压差等于(或接近于)零；待主闸室水位与D道均压闸室水位降至到与C道均压闸室水位相等(或高于C道均压闸室水位1-2米)时，C道均压闸室即开始放水；B道均压闸室和A道均压闸室均依次类推，直至主闸室、各道均压闸室的水位都降至与下游水位相等后，闸室下游几个闸门打开，船只驶出船闸。